KR20210024247A - 카트리지 및 전자 사진 화상 형성 장치 - Google Patents

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Abstract

클러치에 의한 회전력의 전달과 차단을 제어하기 위한 제어 부재(76)는 현상 프레임을 지지하는 지지 부재에 의해 회전 가능하게 지지된다. 제어 부재(76)에 마련된 계지부는, 현상 프레임에 마련된 작용부에 의해, 클러치의 피계지부로부터 퇴피한 위치와, 피계지부에 계합하는 위치의 사이를 회전한다.

Description

카트리지 및 전자 사진 화상 형성 장치{CARTRIDGE AND ELECTROPHOTOGRAPHIC IMAGE FORMATION DEVICE}
본 발명은 전자 사진 화상 형성 장치(이하, 화상 형성 장치라고 칭함), 및 화상 형성 장치의 장치 본체(전자 사진 화상 형성 장치 본체)에 착탈 가능한 카트리지에 관한 것이다.
여기서, 화상 형성 장치란, 전자 사진 화상 형성 프로세스를 이용하여 기록 매체에 화상을 형성하는 것이다. 그리고, 화상 형성 장치의 예로는, 예를 들어 전자 사진 복사기, 전자 사진 프린터(예를 들어, 레이저 빔 프린터, LED 프린터 등), 팩시밀리 장치 및 워드 프로세서 등이 포함된다.
카트리지는 화상 형성 장치의 일부를 화상 형성 장치 본체(장치 본체)에 대하여 착탈 가능하게 한 유닛이다. 카트리지의 일부로서 착탈되는 부재의 예로는, 전자 사진 감광체 드럼(이하, 드럼이라고 칭함)이나, 드럼에 작용하는 프로세스 수단(예를 들어, 현상 롤러) 등이 있다.
드럼과 드럼에 작용하는 프로세스 수단을 일체화한 카트리지를 프로세스 카트리지라고 부른다. 프로세스 카트리지의 일례로는 드럼과 현상 롤러를 일체적으로 카트리지화한 것이 있다.
또한, 카트리지의 다른 예로는, 드럼과 현상 롤러의 각각을 별도로 카트리지화한 것도 있다. 이러한 경우, 드럼을 가진 것을 드럼 카트리지(감광체 카트리지), 현상 롤러를 가진 것을 현상 카트리지라고 칭할 수 있다.
종래, 화상 형성 장치에서는 카트리지를 화상 형성 장치의 장치 본체에 착탈 가능하게 하는 카트리지 방식이 채용되어 있다.
이 카트리지 방식에 따르면, 화상 형성 장치의 유지 보수를 서비스맨에 의지하지 않고 사용자 스스로 행할 수 있기 때문에 현격히 조작성을 향상시킬 수 있었다.
그 때문에, 이 카트리지 방식은 화상 형성 장치에서 널리 이용되고 있다.
여기서, 화상 형성 시에는 현상 롤러를 구동하고, 화상을 형성하지 않을 시에는 현상 롤러에의 구동을 차단하는 구동 전환을 행하는 클러치를 마련한 카트리지(일본특허공개 제2001-337511호 참조)가 제안되어 있다.
일본특허공개 제2001-337511호에 있어서, 현상 롤러 단부에 구동 전환을 위한 클러치가 마련되어 있다. 또한, 감광체 드럼과 현상 롤러의 접촉 동작과 연동시켜 클러치에 의한 구동 전달을 전환하는 기구가 개시되어 있다.
본원은 상기 종래 기술을 개선하는 것을 목적으로 한다.
본원에서 개시되는 대표적인 구성은,
전자 사진 화상 형성 장치 본체에 착탈 가능한 카트리지에 있어서,
잠상을 현상하도록 구성된 현상 롤러와,
상기 현상 롤러를 회전 가능하게 지지하는 현상 프레임과,
상기 현상 프레임을 이동 가능하게 지지하는 지지 부재와,
상기 현상 롤러를 회전시키기 위한 구동력을 전달하는 상태와 상기 전달을 차단하는 상태간을 전환 가능하게 구성된 클러치로서, 상기 구동력에 의해 회전하도록 구성된 피계지부를 갖는 클러치와,
상기 지지 부재에 고정된 지지부에 의해 회동 가능하게 지지되어 있으며, 상기 클러치에 의한 상기 구동력의 전달과 차단을 제어하는 제어 부재로서, 상기 피계지부와 계합 가능한 계지부를 가지며, 상기 계지부가 (a) 상기 피계지부의 회전 궤적으로부터 퇴피하여 상기 클러치에 상기 구동력의 전달을 시키는 비(非)계지 위치와, (b) 상기 피계지부에 계합하여 상기 피계지부의 회전을 중지함으로써 상기 클러치에 의한 상기 구동력의 전달을 차단하는 계지 위치의 사이를, 상기 지지부를 중심으로 회동 가능하게 되도록 구성된 제어 부재와,
상기 현상 프레임에 마련된 상기 제어 부재에 작용하기 위한 작용부로서, 상기 현상 프레임이 상기 지지 부재에 대하여 이동함에 따라, 상기 계지부를 상기 비계지 위치와 상기 계지 위치의 사이에서 회동시키는 작용부를 갖는 카트리지이다.
상기 종래 기술을 개선할 수 있다.
도 1은 제1 실시예에 관련되는 프로세스 카트리지의 사시도이다.
도 2는 제1 실시예에 관련되는 화상 형성 장치의 단면도이다.
도 3은 제1 실시예에 관련되는 화상 형성 장치의 사시도이다.
도 4는 제1 실시예에 관련되는 프로세스 카트리지의 단면도이다.
도 5는 제1 실시예에 관련되는 프로세스 카트리지의 사시도이다.
도 6은 제1 실시예에 관련되는 프로세스 카트리지의 사시도이다.
도 7은 제1 실시예에 관련되는 프로세스 카트리지의 측면도이다.
도 8은 제1 실시예에 관련되는 프로세스 카트리지의 사시도이다.
도 9에 있어서, (a) 및 (b)는 제1 실시예에 관련되는 전달 해제 기구의 분해 사시도, (c)는 제1 실시예에 관련되는 전달 해제 기구의 단면도이다.
도 10은 제1 실시예에 관련되는 제어 부재와 현상 유닛의 위치 관계를 나타낸 모식도이다.
도 11은 제1 실시예에 관련되는 제어 부재와 전달 해제 기구의 위치 관계를 나타낸 모식도이다.
도 12에 있어서, (a) 및 (b)는 제1 실시예와는 다른 형태의 전달 해제 기구의 분해 사시도, (c)는 제1 실시예와는 다른 형태의 전달 해제 기구의 단면도이다.
도 13은 제2 실시예에 관련되는 프로세스 카트리지 및 전달 해제 기구의 사시도이다.
도 14는 제2 실시예에 관련되는 프로세스 카트리지 및 전달 해제 기구의 사시도이다.
도 15는 제2 실시예에 관련되는 전달 해제 기구의 단면도이다.
도 16은 제2 실시예에 관련되는 전달 해제 기구의 단면도이다.
도 17은 제2 실시예에 관련되는 전달 해제 기구의 다른 형태를 나타낸 분해 사시도이다.
도 18은 제2 실시예에 관련되는 전달 해제 기구의 다른 형태를 나타낸 단면도이다.
도 19는 제2 실시예에 관련되는 전달 해제 기구의 다른 형태를 나타낸 단면도이다.
도 20은 제2 실시예에 관련되는 전달 해제 기구의 다른 형태를 나타낸 단면도이다.
도 21은 제2 실시예 및 제3 실시예에 관련되는 전달 해제 기구의 단면도 및 제어환의 사시도이다.
도 22는 제3 실시예에 관련되는 전달 해제 기구의 분해 사시도이다.
도 23은 제3 실시예에 관련되는 전달 해제 기구의 단면 및 길이 방향 외측으로부터의 측면도이다.
도 24는 제3 실시예에 관련되는 전달 해제 기구의 제어환 역회전 동작의 상태를 나타낸 모식도이다.
도 25는 제3 실시예에 관련되는 제어환 및 제어 부재의 제2 구동 전달 부재의 위치 관계를 나타낸 모식도이다.
도 26은 제4 실시예에 관련되는 프로세스 카트리지 및 전달 해제 기구의 사시도이다.
도 27은 제4 실시예에 관련되는 프로세스 카트리지 및 전달 해제 기구의 사시도이다.
도 28에 있어서, (a) 및 (b)는 제4 실시예에 관련되는 전달 해제 기구의 분해 사시도, (c)는 제4 실시예에 관련되는 전달 해제 기구의 단면도이다.
도 29는 제4 실시예에 관련되는 전달 해제 기구의 단면도이다.
도 30은 제4 실시예에 관련되는 전달 해제 기구의 단면도이다.
도 31은 제4 실시예에 관련되는 전달 해제 기구의 단면도이다.
도 32는 제5 실시예에 관련되는 프로세스 카트리지 및 전달 해제 기구의 사시도이다.
도 33은 제5 실시예에 관련되는 프로세스 카트리지 및 전달 해제 기구의 사시도이다.
도 34는 제5 실시예에 관련되는 제어 부재, 전달 해제 기구, 본체 구동축의 사시도이다.
도 35는 제5 실시예에 관련되는 전달 해제 기구의 분해 사시도이다.
도 36은 제5 실시예에 관련되는 전달 해제 기구를 나타낸 도면이다.
도 37은 제5 실시예에 관련되는 전달 해제 기구의 구동측에서 본 정면도이다.
도 38은 제5 실시예에 관련되는 제어 부재와 전달 해제 기구의 위치 관계를 나타낸 단면도이다.
도 39는 제5 실시예에 관련되는 전달 해제 기구와 본체 구동축의 관계를 나타낸 도면이다.
도 40은 제5 실시예에 관련되는 전달 해제 기구와 본체 구동축의 관계를 나타낸 단면도이다.
도 41은 제5 실시예에 관련되는 전달 해제 기구와 본체 구동축의 관계를 나타낸 단면도이다.
도 42는 제5 실시예에 관련되는 제어 부재와 전달 해제 기구와 본체 구동축의 관계를 나타낸 단면도이다.
도 43은 제5 실시예에 관련되는 제어 부재와 전달 해제 기구와 본체 구동축의 관계를 나타낸 단면도이다.
도 44는 제5 실시예에 관련되는 전달 해제 기구와 본체 구동축의 관계를 나타낸 단면도이다.
도 45는 제5 실시예에 관련되는 전달 해제 기구와 본체 구동축의 관계를 나타낸 단면도이다.
이하, 도면 및 실시예를 참조하여, 본 발명을 실시하기 위한 형태를 예시적으로 상세히 설명한다. 단, 이 실시예에 기재되어 있는 구성 부품의 기능, 재질, 형상, 그 상대 배치 등은 특정 기재가 없는 한, 본 발명의 범위를 그들에만 한정하는 취지의 것은 아니다. 또한, 이하의 설명에서 한번 설명한 부재에 대한 기능, 재질, 형상 등은, 특별히 다시 기재하지 않는 한 처음의 설명과 마찬가지이다.
<실시예 1>
[전자 사진 화상 형성 장치의 일반적인 설명]
이하, 제1 실시예에 대해 도면을 이용하여 설명한다.
또한, 이하의 실시예에서는 화상 형성 장치로서, 4개의 프로세스 카트리지가 착탈 가능한 풀 컬러 화상 형성 장치를 예시하고 있다.
또한, 화상 형성 장치에 장착하는 프로세스 카트리지의 개수는 이로 한정되는 것은 아니다. 필요에 따라 적절히 설정되는 것이다.
예를 들어, 단색의 화상을 형성하는 화상 형성 장치의 경우에는, 상기 화상 형성 장치에 장착되는 프로세스 카트리지의 개수는 1개이다. 또한, 이하 설명하는 실시예에서는 화상 형성 장치의 일례로서 프린터를 예시하고 있다.
[화상 형성 장치의 개략 구성]
도 2는 본 실시예의 화상 형성 장치의 단면 개략도이다. 또한, 도 3의 (a)는 본 실시예의 화상 형성 장치의 사시도이다. 또한, 도 4는 본 실시예의 프로세스 카트리지(P)의 단면도이다. 또한, 도 5는 본 실시예의 프로세스 카트리지(P)를 구동측에서 본 사시도이고, 도 6은 본 실시예의 프로세스 카트리지(P)를 비구동측에서 본 사시도이다.
도 2에 나타내는 바와 같이, 이 화상 형성 장치(1)는 전자 사진 화상 형성 프로세스를 이용한 4색 풀 컬러 레이저 프린터이며, 기록 매체(S)에 컬러 화상 형성을 행한다. 화상 형성 장치(1)는 프로세스 카트리지 방식이며, 프로세스 카트리지를 장치 본체(전자 사진 화상 형성 장치 본체)(2)에 탈착 가능하게 장착하여, 기록 매체(S)에 컬러 화상을 형성하는 것이다.
여기서, 화상 형성 장치(1)에 대하여, 전면 도어(3)를 설치한 측을 정면(전면), 정면과 반대측의 면을 배면(후면)으로 한다. 또한, 화상 형성 장치(1)를 정면에서 볼 때 우측을 구동측, 좌측을 비구동측이라고 칭한다. 도 2는 화상 형성 장치(1)를 비구동측에서 본 단면도이며, 지면 전방이 화상 형성 장치(1)의 비구동측, 지면 우측이 화상 형성 장치(1)의 정면, 지면 안쪽이 화상 형성 장치(1)의 구동측이 된다.
장치 본체(2)에는 제1 프로세스 카트리지(PY)(옐로우), 제2 프로세스 카트리지(PM)(마젠타), 제3 프로세스 카트리지(PC)(시안), 제4 프로세스 카트리지(PK)(블랙)의 4개의 프로세스 카트리지(P)(PY·PM·PC·PK)가 수평 방향으로 배치되어 있다.
제1 내지 제4의 각 프로세스 카트리지(P)(PY·PM·PC·PK)는 각각 마찬가지의 전자 사진 화상 형성 프로세스 기구를 가지고 있으며, 현상제의 색이 각각 다르다. 제1 내지 제4 프로세스 카트리지(P)(PY·PM·PC·PK)에는 장치 본체(2)의 구동 출력부로부터 회전 구동력이 전달된다. 상세한 것은 후술한다.
또한, 제1 내지 제4의 각 프로세스 카트리지(P)(PY·PM·PC·PK)는 장치 본체(2)로부터 바이어스 전압(대전 바이어스, 현상 바이어스 등)이 공급된다(도시하지 않음).
도 4에 나타내는 바와 같이, 본 실시예의 제1 내지 제4의 각 프로세스 카트리지(P)(PY·PM·PC·PK)는, 전자 사진 감광체 드럼(4)과, 이 드럼(4)에 작용하는 프로세스 수단으로서의 대전 수단 및 클리닝 수단을 구비한 감광체 드럼 유닛(8)을 갖는다. 전자 사진 감광체 드럼은 그 표면에 감광층이 마련된 드럼이며, 전자 사진 화상 형성 프로세스용으로 이용되는 감광체이다. 이하, 전자 사진 감광체 드럼(4)을 이하, 간단히 드럼(4)이라고 부른다.
또한, 제1 내지 제4의 각 프로세스 카트리지(P)(PY·PM·PC·PK)는 드럼(4) 상의 정전 잠상을 현상하는 현상 수단을 구비한 현상 유닛(9)을 갖는다.
제1 프로세스 카트리지(PY)는 현상 프레임(29) 내에 옐로우(Y)의 현상제를 수용하고 있고, 드럼(4)의 표면에 옐로우 색의 현상제 상을 형성한다.
제2 프로세스 카트리지(PM)는 현상 프레임(29) 내에 마젠타(M)의 현상제를 수용하고 있고, 드럼(4)의 표면에 마젠타 색의 현상제 상을 형성한다.
제3 프로세스 카트리지(PC)는 현상 프레임(29) 내에 시안(C)의 현상제를 수용하고 있고, 드럼(4)의 표면에 시안 색의 현상제 상을 형성한다.
제4 프로세스 카트리지(PK)는 현상 프레임(29) 내에 블랙(K)의 현상제를 수용하고 있고, 드럼(4)의 표면에 블랙 색의 현상제 상을 형성한다.
제1 내지 제4 프로세스 카트리지(P)(PY·PM·PC·PK)의 상방에는 노광 수단으로서의 레이저 스캐너 유닛(LB)이 설치되어 있다. 이 레이저 스캐너 유닛(LB)은 화상 정보에 대응하여 레이저 광(Z)을 출력한다. 그리고, 레이저 광(Z)은 카트리지(P)의 노광 창부(10)를 통과하여 드럼(4)의 표면을 주사 노광한다.
제1 내지 제4 카트리지(P)(PY·PM·PC·PK)의 하방에는, 전사 부재로서의 중간 전사 벨트 유닛(11)을 마련하고 있다. 이 중간 전사 벨트 유닛(11)은, 구동 롤러(13)·텐션 롤러(14, 15)를 가지며, 가요성을 갖는 전사 벨트(12)가 걸처져 있다.
제1 내지 제4의 각 카트리지(P)(PY·PM·PC·PK)의 드럼(4)은, 그 하면이 전사 벨트(12)의 상면에 접하고 있다. 그 접촉부가 일차 전사부이다. 전사 벨트(12)의 내측에는, 드럼(4)에 대향시켜 1차 전사 롤러(16)를 마련하고 있다.
또한, 2차 전사 롤러(17)가 텐션 롤러(14)와 대향하는 위치에, 전사 벨트(12)를 거쳐 배치되어 있다. 전사 벨트(12)와 2차 전사 롤러(17)의 접촉부가 2차 전사부이다.
중간 전사 벨트 유닛(11)의 하방에는, 급송 유닛(18)을 마련하고 있다. 이 급송 유닛(18)은 기록 매체(S)를 적재하여 수용한 용지 트레이(19), 용지 롤러(20)를 갖는다.
도 2에 있어서의 장치 본체(2) 내의 좌측 상방에는, 정착 유닛(21)과 배출 유닛(22)을 마련하고 있다. 장치 본체(2)의 상면은 배출 트레이(23)로 하고 있다.
현상제 상을 전사된 기록 매체(S)는, 정착 유닛(21)에 마련된 정착 수단에 의해 정착된 후에, 배출 트레이(23)로 배출된다.
카트리지(P)는, 인출 가능한 카트리지 트레이(60)를 통하여, 장치 본체(2)에 대하여 착탈 가능한 구성으로 되어 있다. 도 3의 (a)는 장치 본체(2)로부터 카트리지 트레이(60) 및 카트리지(P)를 인출한 상태를 나타내고 있다.
[화상 형성 동작]
풀 컬러 화상을 형성하기 위한 동작은 다음과 같다.
제1 내지 제4의 각 카트리지(P)(PY·PM·PC·PK)의 드럼(4)이 소정의 속도로 회전 구동된다(도 4의 화살표 D 방향, 도 2에 있어서 반시계방향).
전사 벨트(12)도 드럼의 회전에 순방향(도 2의 화살표 C 방향)으로 드럼(4)의 속도에 대응한 속도로 회전 구동된다.
레이저 스캐너 유닛(LB)도 구동된다. 스캐너 유닛(LB)의 구동에 동기하여, 대전 롤러(5)에 의해 드럼(4)의 표면이 소정의 극성·전위로 균일하게 대전된다. 레이저 스캐너 유닛(LB)은 각 드럼(4)의 표면을 각 색의 화상 신호에 따라 레이저 광(Z)으로 주사 노광한다.
이에 의해, 각 드럼(4)의 표면에 대응색의 화상 신호에 따른 정전 잠상이 형성된다. 이 정전 잠상은 소정의 속도로 회전 구동(도 4의 화살표 E 방향, 도 2에 있어서 시계방향)되는 현상 롤러(6)에 의해 현상된다.
이러한 전자 사진 화상 형성 프로세스에 의해, 제1 카트리지(PY)의 드럼(4)에는 풀 컬러 화상의 옐로우 성분에 대응하는 옐로우 색의 현상제 상이 형성된다. 그리고, 그 현상제 상이 전사 벨트(12) 상에 일차 전사된다.
마찬가지로, 제2 카트리지(PM)의 드럼(4)에는 풀 컬러 화상의 마젠타 성분에 대응하는 마젠타 현상제 상이 형성된다. 그리고, 그 현상제 상이, 전사 벨트(12) 상에 이미 전사되어 있는 옐로우 색의 현상제 상에 중첩되어 일차 전사된다.
마찬가지로, 제3 카트리지(PC)의 드럼(4)에는 풀 컬러 화상의 시안 성분에 대응하는 시안 색 현상제 상이 형성된다. 그리고, 그 현상제 상이, 전사 벨트(12) 상에 이미 전사되어 있는 옐로우 색, 마젠타 색의 현상제 상에 중첩되어 일차 전사된다.
마찬가지로, 제4 카트리지(PK)의 드럼(4)에는 풀 컬러 화상의 블랙 성분에 대응하는 블랙 색 현상제 상이 형성된다. 그리고, 그 현상제 상이 전사 벨트(12) 상에 이미 전사되어 있는 옐로우 색, 마젠타 색, 시안 색의 현상제 상에 중첩되어 1차 전사된다.
이와 같이 하여, 전사 벨트(12) 상에 옐로우 색, 마젠타 색, 시안 색, 블랙 색의 4색 풀 컬러의 미정착 현상제 상이 형성된다.
한편, 소정의 제어 타이밍에서 기록 매체(S)가 1장씩 분리되어 급송된다. 그 기록 매체(S)는, 소정의 제어 타이밍에서 2차 전사 롤러(17)와 전사 벨트(12)의 접촉부인 2차 전사부에 도입된다.
이에 의해, 기록 매체(S)가 상기 2차 전사부로 반송되어 가는 과정에서, 전사 벨트(12) 상의 4색 중첩의 현상제 상이 기록 매체(S)의 면에 순차적으로 일괄 전송된다.
이상을 정리하면, 도 4에 나타내는 같이 드럼(4)이 화살표 D 방향으로 회전함으로써, 드럼(4)의 표면 상에서는, 대전, 노광, 현상, 전사, 클리닝의 각 공정이 행해진다. 우선, 대전 롤러(대전 부재)(5)에 의해 드럼(4)의 표면이 대전된다. 그 후, 드럼(4)이 회전하면, 그 표면에 레이저 광(Z)에 의해 잠상이 형성되고, 나아가, 그 잠상을 현상 롤러(6)가 현상한다. 이에 따라, 드럼(4)의 표면에 토너 상(현상제 상)이 형성된다. 또한, 드럼(4)이 회전하면, 그 토너 상은 카트리지의 외부에 노출하여, 전사 벨트(12)에 전송된다. 그 후, 드럼(4)의 표면은 폐현상제 수납부(27)의 내부에 들어간다. 현상제 상의 전사 후에 드럼(4)의 표면에 남은 현상제는 클리닝 블레이드(클리닝 부재)(7)에 의해 드럼(4)의 표면으로부터 긁어내어서(제거되어), 폐현상제 수납부에 수납된다. 그 후, 드럼(4)의 표면은 폐현상제 수납부(27)로부터 나오고, 다시 대전 롤러(5)에 대향한다. 이에 따라, 상기 행정이 반복된다.
이와 같이, 드럼(4)은 그 표면에 토너에 의해 형성된 화상을 담지하여 회전하는 회전체(회전 부재)이다. 드럼(4)은 상 담지체라고 불리는 경우도 있다.
클리닝 블레이드(7)는, 드럼(4)에 대해 카운터 방향에 접촉하도록 구성되어 있다. 즉, 클리닝 블레이드(7)의 선단은 드럼(4)의 회전 방향의 상류측을 향하도록 하여 드럼(4) 표면에 접촉하고 있다.
한편, 현상 롤러(현상 부재)(6)는, 화상 형성 시(현상 시)에, 화살표 E 방향으로 회전함으로써 이하의 공정을 거쳐 잠상을 현상한다. 현상 프레임(29)의 내부(즉, 현상제 수납부(49)의 내부)에 있어서, 현상 롤러(6)의 표면에 토너가 공급되어 현상 롤러(6)의 표면은 현상제를 담지한다.
현상 롤러(6)가 E 방향으로 회전하면, 현상 롤러(6)의 표면에 현상 블레이드(현상제 규제 부재, 토너 규제 부재)(31)가 접촉함으로써 현상 롤러(6)의 표면에 담지된 현상제의 양(토너 층 두께)이 일정하게 된다. 이 후, 현상 롤러(6)의 표면은 현상 프레임(29)의 외부에 노출하고, 그 후에 드럼(4)에 대향한다. 이에 따라, 현상 롤러(6)는 드럼(4)의 표면의 잠상을 토너에 의해 현상한다. 또한, 현상 롤러(6)가 회전함으로써 현상 롤러(6)의 표면은 다시, 현상제 수납부(49)의 내부에 들어가 상기 행정이 반복된다. 또한, 현상 블레이드(31)는, 그 선단이 현상 롤러(6)의 회전 방향(E)의 상류측을 향하도록 설치되어 있다.
현상 롤러(6)는 그 표면에 드럼(4)에 공급하기 위한 현상제를 담지하여 회전하는 회전체(회전 부재)이다.
[프로세스 카트리지의 전체 구성]
본 실시예에 있어서, 제1 내지 제4 카트리지(P)(PY·PM·PC·PK)는, 마찬가지의 전자 사진 화상 형성 프로세스 기구를 가지며, 수용되어 있는 현상제의 색이나 현상제의 충전량을 각각 설정 가능하다.
카트리지(P)는, 감광체로서의 드럼(4)과, 드럼(4)에 작용하는 프로세스 수단을 구비하고 있다. 여기서, 프로세스 수단은 드럼(4)을 대전시키는 대전 수단으로서의 대전 롤러(5), 드럼(4)에 형성된 잠상을 현상하는 현상 수단으로서의 현상 롤러(6), 드럼(4)의 표면에 잔류하는 잔류 현상제를 제거하기 위한 클리닝 수단으로서의 클리닝 블레이드(7) 등이 있다. 그리고, 카트리지(P)는, 드럼 유닛(8)과 현상 유닛(9)으로 나누어져 있다. 드럼 유닛(8)과 현상 유닛(9)의 일방을 제1 유닛, 타방을 제2 유닛이라고 부르는 경우가 있다. 또한, 드럼 유닛(8)을 구성하는 프레임(감광체 지지 프레임)과, 현상 유닛(9)을 구성하는 프레임(현상 프레임)의 일방을 제1 프레임, 타방을 제2 프레임 등으로 부르는 경우가 있다.
[드럼 유닛의 구성]
도 4, 도 5, 도 6에 나타내는 바와 같이, 드럼 유닛(8)은, 감광체로서의 드럼(4), 대전 롤러(5), 클리닝 블레이드(7), 감광체 지지 프레임으로서의 클리닝 용기(26), 폐현상제 수납부(27), 카트리지 커버 부재(도 5, 도 6에 있어서의 구동측 카트리지 커버 부재(24)와 비구동측 카트리지 커버 부재(25))로 구성된다. 또한, 광의의 감광체 지지 프레임에는, 협의의 감광체 지지 프레임인 클리닝 용기(26) 외에, 폐현상제 수납부(27), 구동측 카트리지 커버 부재(24), 비구동측 카트리지 커버 부재(25)도 포함한다(이하의 실시예에 있어서도 마찬가지이다). 또한, 카트리지(P)가 장치 본체(2)에 장착되었을 때에는, 감광체 프레임은 장치 본체(2)에 고정된다.
드럼(4)은 카트리지(P)의 길이 방향 양단에 마련된 카트리지 커버 부재(24, 25)에 의해 회전 가능하게 지지되어 있다. 여기서, 드럼(4)의 축선 방향을 길이 방향이라고 정의한다. 축선 방향(길이 방향)이란, 드럼(4)의 축선(회전 축선, axis)이 연장되는 방향과 평행한 방향이다.
카트리지 커버 부재(24, 25)는 클리닝 용기(26)의 길이 방향의 양단측에서 클리닝 용기(26)에 고정되어 있다.
또한, 도 5에 나타내는 바와 같이, 드럼(4)의 길이 방향의 일단측에는, 드럼(4)에 구동력을 전달하기 위한 드럼측 커플링 부재(4a)가 마련되어 있다. 도 3의 (b)는 장치 본체(2)의 사시도이며, 카트리지 트레이(60) 및 카트리지(P)를 도시하지 않고 있다. 카트리지(P)(PY·PM·PC·PK)의 각각의 커플링 부재(4a)는 도 3의 (b)에 나타내는 장치 본체(2)의 본체측 구동 전달 부재로서의 드럼 구동 출력 부재(61)(61Y·61M·61C·61K)와 연결(커플링)되어, 장치 본체의 구동 모터(도시하지 않음)의 구동력이 드럼(4)에 전달된다.
대전 롤러(5)는 드럼(4)에 대해 접촉하여 종동 회전할 수 있도록, 클리닝 용기(26)에 지지되어 있다.
또한, 클리닝 블레이드(7)는 드럼(4)의 둘레 표면에 소정의 압력으로 접촉하도록, 클리닝 용기(26)에 지지되어 있다.
클리닝 수단(7)에 의해 드럼(4)의 둘레면으로부터 제거된 전사 잔류 현상제는 클리닝 용기(26) 내의 폐현상제 수납부(27)에 수납된다.
또한, 구동측 카트리지 커버 부재(24), 비구동측 카트리지 커버 부재(25)에는 현상 유닛(9)을 회동 가능하게 지지하기 위한 지지부(24a, 25a)가 설치되어 있다(도 6 참조).
[현상 유닛의 구성]
도 1, 도 4에 나타내는 바와 같이, 현상 유닛(9)은, 현상 롤러(6), 현상 블레이드(31), 현상 프레임(29), 베어링 부재(45), 현상 커버 부재(32) 등으로 구성되어 있다.
현상 프레임(29)은, 현상 롤러(6)에 공급하는 현상제를 수납하는 현상제 수납부(49), 및 현상 롤러(6) 둘레면의 현상제의 층 두께를 규제하는 현상 블레이드(31)를 갖는다.
또한, 도 1에 나타내는 바와 같이, 베어링 부재(45)는, 현상 프레임(29)의 길이 방향 일단측에 고정되어 있다. 이 베어링 부재(45)는, 현상 롤러(6)를 회전 가능하게 지지하고 있다. 현상 롤러(6)는, 그 길이 방향 단부에 현상 롤러 기어(69)를 갖는다. 베어링 부재(45)는, 현상 롤러 기어(69)에 구동력을 전달하기 위한 하류측 구동 전달 부재(하류측 전달 부재)(71)도 회전 가능하게 지지하고 있다. 상세한 것은 후술한다.
그리고, 현상 커버 부재(32)가, 카트리지(P)의 길이 방향에 있어서, 베어링 부재(45)의 외측에 고정되어 있다. 이 현상 커버 부재(32)는, 현상 롤러 기어(69)나 하류측 전달 부재(71), 상류측 구동 전달 부재(상류측 전달 부재)(74), 전달 해제 기구(클러치)(75)를 덮도록 구성되어 있다. 전달 해제 기구(75)에 대한 상세한 것은 후술하지만, 전달 해제 기구(75)에 의해 상류측 전달 부재(74)의 회전을 하류측 전달 부재(71)에 전달하는 경우와 차단하는 경우를 전환하는 것이 가능하다. 즉, 전달 해제 기구(75)는 클러치이다.
또한, 상류측 전달 부재(74)는, 화상 형성 장치 본체로부터 구동력이 입력되는 현상 입력 커플링(커플링 부재)이다.
도 1에 나타내는 바와 같이, 현상 커버 부재(32)에는 원통부(32b)가 마련되어 있다. 그리고, 원통부(32b)의 내측의 개구(32d)로부터는, 상류측 전달 부재(74)의 회전력 수용부(구동력 수용부)로서의 구동 입력부(커플링부)(74b)가 노출되어 있다. 구동 입력부(74b)는, 카트리지(P)(PY·PM·PC·PK)가 장치 본체(2)에 장착되었을 때에, 도 3의 (b)에 나타내는 현상 구동 출력 부재(62)(62Y·62M·62C·62K)와 계합하고, 장치 본체(2)에 마련된 구동 모터(도시하지 않음)로부터 구동력이 전달된다. 장치 본체(2)로부터 상류측 전달 부재(74)에 입력된 구동력은, 전달 해제 기구(75), 하류측 전달 부재(71)를 통하여, 더 하류측에 배치된 구동 전달 부재인 현상 롤러 기어(69)에 전달된다. 그리고, 구동력은 나아가 현상 롤러 기어(69)로부터 현상 롤러(6)로 전달된다.
카트리지의 양쪽 사이드 중, 커플링부(74b) 등이 마련되는 측을 카트리지의 구동측이라고 부르고 있다. 카트리지의 구동측은, 장치 본체(2)의 출력 부재(61, 62) 등으로부터 구동력이 입력되는 측이다. 한편, 축선 방향에 있어서 구동측과는 반대측을, 카트리지의 비구동측이라고 부르고 있다.
상류측 전달 부재(74), 전달 해제 기구(75), 하류측 전달 부재(71), 커플링 부재(4a)(도 5 참조) 등은 카트리지의 구동측에 배치되어 있다.
[드럼 유닛과 현상 유닛의 조립]
도 5, 도 6에, 현상 유닛(9)과 드럼 유닛(8)을 분해한 상태를 나타낸다. 여기서, 카트리지(P)의 길이 방향 일단측에서는, 구동측 카트리지 커버 부재(24)의 지지부(24a)에 현상 커버 부재(32)의 원통부(32b)의 외경부(32a)를 회동 가능하게 감합(嵌合)시키고 있다. 또한, 카트리지(P)의 길이 방향 타단측에서는 비구동측 카트리지 커버 부재(25)의 지지 구멍부(25a)에, 현상 프레임(29)으로부터 돌출되어 마련된 돌출부(29b)를 회동 가능하게 감합시키고 있다. 이에 의해, 현상 유닛(9)은, 드럼 유닛(8)에 대해 회동 가능하게 지지된다. 여기서, 현상 유닛(9)의 드럼 유닛(8)에 대한 회동 중심(회동 축선)을, 회동 중심(회동 축선) X라고 칭한다. 이 회동 중심 X는, 지지 구멍부(24a)의 중심과 지지 구멍부(25a)의 중심을 이은 축선이다.
[현상 롤러와 드럼의 접촉]
도 4, 도 5, 도 6에 나타내는 바와 같이, 현상 유닛(9)은, 가압 부재이며 또한 탄성 부재인 가압 스프링(95)에 의해 가압되어, 회동 중심 X를 중심으로 하여, 현상 롤러(6)가 드럼(4)에 접촉하도록 구성되어 있다. 즉, 가압 스프링(95)의 가압력에 의해, 현상 유닛(9)은 도 4 중의 화살표 G 방향으로 가압되며, 회동 중심 X를 중심으로, 화살표 H 방향의 모멘트가 작용하는 구성으로 되어 있다.
또한, 도 5에 나타내는 바와 같이 상류측 전달 부재(74)는, 도 3의 (b)에 나타내는 장치 본체(2)에 마련된 본체 커플링인 현상 구동 출력 부재(62)로부터 화살표 J 방향의 회전 구동을 받는다. 뒤이어, 상류측 전달 부재(74)에 입력된 구동력을 받아, 하류측 전달 부재(71)가 화살표 J 방향으로 회전한다. 이에 의해, 하류측 전달 부재(전달 기어)(71)와 계합하고 있는 현상 롤러 기어(69)가 화살표 E 방향으로 회전한다. 이에 의해, 현상 롤러(6)가 화살표 E 방향으로 회전한다. 현상 롤러(6)를 회전시키기 위해 필요한 구동력이 상류측 전달 부재(74)에 입력됨으로써, 현상 유닛(9)에는 화살표 H 방향의 회전 모멘트가 생긴다.
상술한 가압 스프링(95)의 압압(押壓)력과, 장치 본체(2)로부터의 회전 구동력에 의해, 현상 유닛(9)은 회동 중심 X를 중심으로 하여, 화살표 H 방향으로 모멘트를 받는다. 이에 의해, 현상 롤러(6)가 드럼(4)에 대해 소정압으로 접촉할 수 있다. 또한, 이때의 드럼 유닛(8)에 대한 현상 유닛(9)의 위치를 접촉 위치로 한다. 또한, 본 실시예에 있어서는, 드럼(4)에 대해 현상 롤러(6)를 가압하기 위해서, 가압 스프링(95)에 의한 압압력, 및 장치 본체(2)로부터의 회전 구동력의 2개의 힘을 이용한 구성으로 하였다. 그러나, 반드시 그에 한정되는 것은 아니며, 상기 어느 일방의 힘만으로 드럼(4)에 대해 현상 롤러(6)를 가압하는 구성이라도 된다.
[현상 롤러와 드럼의 이격]
도 7은 카트리지(P)를 구동측에서 본 측면도이다. 이 도면에 있어서는, 설명을 위해, 일부의 부품을 도시하지 않고 있다. 카트리지(P)가 장치 본체(2)에 장착되어 있을 때에는, 드럼 유닛(8)은 장치 본체(2)에 위치결정되어 고정되어 있다.
힘 수용부(45a)가 베어링 부재(45)에 마련되어 있다. 힘 수용부(45a)는, 장치 본체(2)에 마련된 본체 이격 부재(80)와 계합 가능한 구성으로 되어 있다.
이 본체 이격 부재(80)는, 도시하지 않는 모터로부터의 구동력을 받고, 레일(81)을 따라 화살표 F1, F2 방향으로 이동 가능한 구성으로 되어 있다.
도 7의 (a)는, 드럼(4)과 현상 롤러(6)가 서로 접촉한 상태를 나타내고 있다. 이때, 힘 수용부(45a)와 본체 이격 부재(80)는 간극 d를 가지고 이격되어 있다.
도 7의 (b)는, 도 7의 (a)의 상태를 기준으로 하여, 본체 이격 부재(80)가 화살표 F1 방향으로 거리 δ1만큼 이동한 상태를 나타내고 있다. 이 때, 힘 수용부(45a)는 본체 이격 부재(80)와 계합하여 힘을 받고 있다. 전술한 바와 같이, 현상 유닛(9)은 드럼 유닛(8)에 대하여 회동 가능한 구성으로 되어 있고, 도 7의 (b)에 있어서는, 현상 유닛(9)은, 회동 중심 X를 중심으로 하여 화살표 K 방향으로 각도 θ1만큼 회동한 상태로 되어 있다. 이때, 드럼(4)과 현상 롤러(6)는 서로 거리 ε1만큼 이격한 상태로 되어 있다.
도 7의 (c)는, 도 7의 (a)의 상태를 기준으로 하여, 본체 이격 부재(80)가 화살표 F1 방향으로 δ2(>δ1)만큼 이동한 상태를 나타내고 있다. 현상 유닛(9)은, 회동 중심(회동 축선 X)을 중심으로 하여, 화살표 K 방향으로 각도 θ2만큼 회동한 상태로 되어 있다. 이때, 드럼(4)과 현상 롤러(6)는 서로 거리 ε2만큼 이격한 상태로 되어 있다. 또한, 보조 가압 스프링(96)에 대해서는, 나중에 상세하게 설명하지만, 도 7의 (b)의 상태와 마찬가지로 현상 유닛(9)에 대하여, 회동 중심 X를 중심으로 하여 화살표 H 방향으로 모멘트를 부여하고 있는 상태이다.
또한, 본 실시예(이하의 실시예에 있어서도 마찬가지임)에 있어서, 힘 수용부(45a)와 드럼(4)의 회전 중심과의 거리는 13mm 내지 33mm의 범위에 있다.
또한, 본 실시예(이하의 실시예에 있어서도 마찬가지임)에 있어서, 힘 수용부(45a)와 회동 중심 X와의 거리는 27mm 내지 32mm의 범위에 있다.
[구동 연결부의 구성]
도 1을 이용하여 구동 연결부의 구성에 대해 설명한다. 먼저, 개략에 대해 설명한다.
베어링 부재(45)와 구동측 카트리지 커버 부재(24)의 사이에는, 베어링 부재(45)로부터 구동측 카트리지 커버 부재(24)를 향하여, 하류측 전달 부재(71), 전달 해제 기구(75), 상류측 전달 부재(74), 현상 커버 부재(32)가 마련되어 있다. 이들 부재는 상기한 현상 유닛(9)의 회동 축선 상에 마련되어 있다. 즉, 상류측 전달 부재(74), 하류측 전달 부재(71), 전달 해제 기구(75)의 축선은, 현상 유닛(9)의 축선 X와 실질적으로 일치한다. 또한, 회전 축선 X는, 감광체 드럼(4)의 축선과 실질적으로 평행하다. 그 때문에, 전달 해제 기구(75) 등의 축선 방향은 드럼(4)의 축선 방향과 일치한다고 간주해도 된다.
여기서, 상류측 전달 부재(74)의 회전을 하류측 전달 부재(71)에 전달하는 경우와 차단하는 경우를 전환하는 전달 해제 기구(75)의 일례에 대해 도 9의 (a) 내지 (c)를 이용하여 상세하게 설명한다. 도 9의 (a) 및 도 9의 (b)는 전달 해제 기구(75)를 분해한 상태이며, 도 9의 (a)는 구동측에서 본 사시도이며, 도 9의 (b)는 비구동측에서 본 사시도이다. 또한, 도 9의 (c)는 전달 해제 기구(75)의 단면도이다.
본 실시예에 있어서의 전달 해제 기구(75)는 일반적으로 스프링 클러치라고 불린다. 전달 해제 기구(75)는 일례로서, 입력 내륜(입력 부재, 클러치측 입력 부재)(75a), 출력 부재(클러치측 출력 부재)(75b), 전달 스프링(코일 스프링, 탄성 부재, 중간 전달 부재)(75c), 제어환(75d), 빠짐방지 부재(75e) 등의 부재로 구성된다.
입력 내륜(75a)은 내륜 내경부(75a1)와, 입력측 외경부(75a2)와, 회전 피계합부(75a3)와 입력측 단면(75a4)을 갖는다. 입력 내륜(75a)은 구동력(회전력)이 입력되는 전달 해제 기구(75)의 입력부이다. 입력 내륜(75a)은 상류측 전달 부재(74)와 연결되어 있고, 상류측 전달 부재(74)로부터 구동력을 받음으로써, 상류측 전달 부재(74)와 함께 회전한다.
출력 부재(75b)는 피계합 구멍부(75b1), 계합 홈(75b2), 내륜 계합축(75b3), 출력 부재 외경부(75b4)를 갖는다. 출력 부재(75b)는 구동력을 출력하는 전달 해제 기구(75)의 출력부이다. 출력 부재(75b)는 하류측 전달 부재(71)와 연결되어 있고, 하류측 전달 부재(71)에 구동력을 전달함으로써 하류측 전달 부재(71)와 함께 회전한다.
내륜 계합축(75b3)은 내륜 내경부(75a1)를 회전 가능하게 지지하고 있고, 입력 내륜(75a)과 출력 부재(75b)는 회전 축선 X 상에 동축으로 배치되어 있다.
전달 스프링(75c)은 상류측 전달 부재(74) 측에서 볼 때 화살표 J 방향이며, 축선 방향에 있어서는 M 방향을 향하여 나선 형상으로 감겨, 내주부(75c1)를 형성하고 있다. 또한, 내주부(75c1)는 입력 내륜(75a)의 입력측 외경부(75a2)와 출력 부재(75b)의 출력 부재 외경부(75b4)에 대하여, 접촉한 상태로 동축상에 배치되어 있다. 또한, 스프링 클러치에 있어서, 전달 스프링(75c)은 상류측 전달 부재(74)의 회전을 하류측 전달 부재(71)에 전달하기 위한 전달 부재(전달 매체 부재, 전달 매체부, 중간 전달 부재)이다. 보다 구체적으로 말하면, 전달 스프링(75c)은 입력 내륜(75a)으로부터 출력 부재(75b)에 구동력을 전달함으로써, 상류측 전달 부재(74)의 회전력(구동력)을 하류측 전달 부재(71)에 전달한다.
제어환(75d)은 전달 스프링(75c)과 동축상이며, 전달 스프링(75c)의 외주측에 배치되어 있고, 전달 스프링(75c)의 선재의 일단측(75c2)과 계합하는 전달 스프링단 계지부(75d3)와, 외경부에 있어서 반경 방향으로 돌출된 피계지부(75d4)를 갖는다.
빠짐방지 부재(75e)는 입력 내륜(75a)과 제어환(75d)의 사이에 배치되고, 입력 내륜(75a)이 축선 방향으로 이동하는 것을 억제한다.
이하에서는, 도 1 및 도 8을 이용하여 전달 해제 기구(75)와 상류측 전달 부재(74) 및 하류측 전달 부재(71)의 관계에 대해 설명한다.
상류측 전달 부재(74)는 축선 방향의 일단에 구동 입력부(커플링부)(74b)가 마련되어 있으며, 구동 입력부(74b)에서 카트리지의 외부(즉, 화상 형성 장치 본체)로부터 구동력을 받도록 구성된 커플링 부재이다. 상류측 전달 부재(74)의 축선 방향의 타단측에는 접촉 단면(74m)이 마련되어 있고, 접촉 단면(74m)은 전달 해제 기구(75)의 입력측 단면(75a4)과 접촉한다. 상류측 전달 부재(74)는 장치 본체(2)의 현상 구동 출력 부재(62)로부터 화살표 N 방향으로 가압력(하중 U)을 받은 상태로 구동력이 전달되고 있다. 그 때문에, 상류측 전달 부재(74)의 접촉 단면(74m)은 전달 해제 기구(75)의 입력측 단면(75a4)에 대하여 가압력 U로 가압된 상태로 접촉한다.
또한, 상류측 전달 부재(74)의 회전 축선 X 방향에 있어서 회전 계합부(74a)가 마련된다. 회전 계합부(74a)가, 전달 해제 기구(75)의 입력 내륜(75a)에 마련된 회전 피계합부(75a3)와 계합함으로써, 상류측 전달 부재(74)의 회전을 전달 해제 기구(75)에 전달한다. 상류측 전달 부재(74)와 입력 내륜(75a)은 일체적으로 회전하므로, 입력 내륜(75a)과 상류측 전달 부재(74)를 일체로서 간주하여, 상류측 전달 부재(74)를 전달 해제 기구(75)(클러치)의 일부라고 생각해도 된다. 이 경우에는, 상류측 전달 부재(74)는 전달 해제 기구(75)의 입력 부재(클러치측 입력 부재)라고 간주할 수도 있다.
다음으로, 하류측 전달 부재(71)의 상세 구성을 설명한 후에 전달 해제 기구(75)와의 관계에 대해 설명한다. 하류측 전달 부재(71)는 실질적으로 원통 형상이며, 일단측의 원통 내부에 있어서, 회전 축선 X 상에 계합축(축부)(71a)을 가지며, 계합축(71a)으로부터 반경 방향으로 방사상으로 연장되는 계합 리브(7lb), 전달 해제 기구(75)와 접촉하는 길이 방향 접촉 단면(71c)을 가지고 있다. 또한, 타단측의 원통 외주부로서 피베어링부(71d)를 갖는다. 게다가, 원통의 외주부에는 원통부(71e), 단면 플랜지(71f), 기어부(71g)가 마련되어 있다.
하류측 전달 부재(71)는 일단측에 있어서 원통부(71e)와 현상 커버 부재(32)의 내경부(32q)가 서로 계합하고 있다. 또한, 타단측에 있어서는 피베어링부(71d)와 베어링 부재(45)의 제1 베어링부(45p)(원통 외주면)가 서로 계합하고 있다. 즉, 하류측 전달 부재(71)는, 베어링 부재(45)와 현상 커버 부재(32)에 의해, 그 양단이 회전 가능하게 지지되어 있다.
다음으로, 하류측 전달 부재(71)의 기어부(71g)는 현상 롤러 기어(69)와 맞물림으로써 현상 롤러(6)를 회전시킨다. 즉, 하류측 전달 부재(71)는 현상 롤러 기어(69)에 맞물리기 위한 기어 부재(전달 기어)이다. 여기서, 기어부(71g)는 헬리컬 기어(helical gear)이며, 현상 롤러 기어(69)와의 맞물림에 의해 화살표 M 방향으로 스러스트(thrust) 하중 W를 받도록 기어의 비틀림각을 설정하고 있다. 이 스러스트 하중 W에 의해, 단면 플랜지(71f)가 현상 커버 부재(32)의 부딪힘면(32f)에 접촉하고, 하류측 전달 부재(71)는 축선 방향의 위치가 정해진다.
전달 해제 기구(75)는 출력 부재(75b)에 마련된 피계합 구멍부(75b1)가 계합축(71a)에 계합되고, 하류측 전달 부재(71)에 의해, 하류측 전달 부재와 동축상에 지지된다. 즉, 구멍부(75b1)에 계합축(71a)이 관통함으로써, 구동 해제 기구(75)는 하류측 전달 부재(71)에 직접 계합하고 있다. 또한, 하류측 전달 부재(71)의 계합 리브(7lb)가 전달 해제 기구(75)의 출력 부재(75b)에 마련된 계합 홈(75b2)에 삽입된 상태이다. 이에 의해, 전달 해제 기구(75)가 회전했을 때에 하류측 전달 부재(71)에 구동력을 전달하는 것이 가능해진다. 계합 리브(7lb)는 구동력을 받기 위한 구동력 수용부이다. 또한, 이러한 구조 때문에 하류측 전달 부재(71)는 출력 부재(75b)와 일체적으로 회전한다. 따라서, 하류측 전달 부재(71)와 출력 부재(75b)를 일체로 간주하여, 하류측 전달 부재(71)를 구동 해제 기구(75)의 일부라고 생각해도 된다. 이 경우에는, 하류측 전달 부재(71)를 전달 해제 기구(75)의 출력 부재(클러치측 출력부, 출력측 전달 부재)의 일부라고 간주할 수도 있다.
여기서, 하류측 전달 부재(71)와 전달 해제 기구(75)와의 동축을 확보하는 계합축(71a)은 계합 리브(7lb)와 일체적으로 형성되어 있기 때문에, 소형화한 후에도 계합축(71a)의 강도를 확보할 수 있다. 그 결과로서, 하류측 전달 부재(71)에 대한 전달 해제 기구(75)의 위치 정밀도를 높이는 것이 가능해진다.
전달 해제 기구(75)는 입력측 단면(75a4)이 상류측 전달 부재(74)로부터 화살표 N 방향으로 가압력 U를 받음으로써, 축선 방향의 타단측에 마련된 하류측 접촉 단면(75b7)이 하류측 전달 부재(71)의 길이 방향 접촉 단면(71c)에 접촉한다. 한편, 전술한 바와 같이, 하류측 전달 부재(71)의 기어부(71g)는 현상 롤러 기어(69)와 맞물림으로써 화살표 M 방향으로 스러스트 하중 W를 받고 있다. 그런데, 상류측 전달 부재(74)로부터의 화살표 N 방향의 가압력 U에 대하여, 화살표 M 방향의 스러스트 하중 W의 쪽을 크게 설정하고 있다. 그 때문에, 단면 플랜지(71f)가 현상 커버 부재(32)의 부딪힘면(32f)에 접촉하는 위치에 있어서, 하류측 전달 부재(71)는 축선 방향의 위치가 정해진다. 이와 같이, 전달 해제 기구(75)는 하류측 전달 부재(71)와 상류측 전달 부재(74)에 의해 축선 방향으로 가압된 상태로 배치된다. 이에 의해, 전달 해제 기구(75)의 축선 방향 위치가 안정되고, 후술하는 제어 부재(76)와 전달 해제 기구(75)의 제어환(75d)의 계합을 안정하게 한다.
이하에서는, 전달 해제 기구(75)에 있어서의 구동력의 전달과 차단에 대해 도 10을 이용하여 설명한다. 도 10은 구동측에서 본 측면도이며, 전달 해제 기구(75)와 제어 부재(76)와 현상 커버 부재(32)의 위치 관계를 나타내고 있다. 설명을 위해 일부의 부품을 도시하지 않고 있다. 먼저, 전달 해제 기구(75)와 제어 부재(76)의 위치 관계에 대해 간단히 설명하고, 제어 부재(76)의 동작에 대해서는 나중에 상세하게 설명한다.
제어 부재(76)는 전달 해제 기구(75)에 대하여 제1 위치와 제2 위치를 가지고 있다. 제어 부재(76)가 제1 위치에 있는 경우, 전달 해제 기구(75)는 상류측 전달 부재(74)의 회전을 하류측 전달 부재(71)로 전달한다. 제어 부재(76)가 제2 위치에 있는 경우, 전달 해제 기구(75)는 상류측 전달 부재(74)의 회전을 차단하여 하류측 전달 부재(71)로 회전을 전달하지 않는다. 이하, 상세하게 설명한다.
먼저, 제어 부재(76)가 제1 위치인 경우에 있어서의 전달 해제 기구(75)의 동작에 대해 설명한다. 피계지부(75d4)의 최외측의 회전 궤적을 회전 궤적 A(도 10의 (a)의 이점쇄선)라고 하면, 제1 위치는 제어 부재(76)가 회전 궤적 A의 외측이며, 전달 해제 기구(75)로부터 떨어진 위치이다(도 10의 (a)에 나타내는 위치). 상류측 전달 부재(74)가 회전하면, 상류측 전달 부재(74)와 계합하는 입력 내륜(75a)은 화살표 J 방향으로 회전한다. 입력 내륜(75a)과 계합하는 전달 스프링(75c)은 입력 내륜(75a)의 회전에 의한 마찰력에 의해, 그 내경이 작아지는 방향으로 비틀어진다. 그 결과, 전달 스프링(75c)의 내주부(75c1)는 입력측 외경부(75a2)를 단단히 조임으로써, 입력 내륜(75a)의 회전이 전달 스프링(75c)에 전달된다. 전달 스프링(75c)은 입력측 외경부(75a2)와 마찬가지로 출력 부재 외경부(75b4)에 대해서도 내주부(75c1)에서 계합하고 있다. 그 때문에, 입력 내륜(75a)의 회전은 전달 스프링(75c)을 통하여 출력 부재(75b)에 전달된다. 또한, 제어환(75d)은 전달 스프링단 계지부(75d3)에 있어서, 전달 스프링(75c)과 계합하고 있기 때문에, 전달 해제 기구(75)의 각 부품과 마찬가지로 회전하고 있다.
제어 부재(76)가 제1 위치인 경우, 제어환(75d)에 대하여 제어 부재(76)는 접촉하지 않는 상태이며, 전달 해제 기구(75)는 상기 설명과 같이, 상류측 전달 부재(74)의 회전이 전달된다. 결과로서, 상류측 전달 부재(74)의 회전은 전달 해제 기구(75)를 통하여 하류측 전달 부재(71)에 전달된다.
다음으로, 제어 부재(76)가 제2 위치인 경우에 있어서의 전달 해제 기구(75)의 동작에 대해 설명한다. 제2 위치는 제어 부재(76)가 전달 해제 기구(75)의 회전 궤적 A의 내측이며, 제어 부재(76)가 피계지부(75d4)와 접촉할 수 있는 위치이다.(도 10의 (c)에 나타내는 위치).
상류측 전달 부재(74)가 회전하면, 상류측 전달 부재(74)와 계합하는 입력 내륜(75a)은 화살표 J 방향으로 회전한다. 제2 위치에서는 제어 부재(76)가 피계지부(75d4)와 접촉할 수 있는 위치이기 때문에, 제어환(75d)은 제어 부재(76)에 계지되어서, 회전을 정지한다. 또한, 전달 스프링(75)은 선재의 일단측(75c2)이 회전을 정지하고 있는 제어환(75d)의 피계지부(75d4)와 계합하고 있기 때문에, 입력 내륜(75a)의 회전에 따라 전달 스프링(75c)의 내경이 작아지는 방향으로 비틀 수 없다. 그 때문에, 입력 내륜(75a)의 입력측 외경부(75a2)와 전달 스프링(75c)의 내주부(75c1)의 사이에서 미끄럼이 발생하고, 입력 내륜(75a)이 회전하고 있는 상태이어도 출력 부재(75b)에 대하여 구동은 전달되지 않는다. 결과로서, 상류측 전달 부재(74)의 회전은 전달 해제 기구(75)에 의해 차단되어서 하류측 전달 부재(71)에 전달되지 않게 된다.
이상과 같이, 전달 해제 기구(75)는 상류측 전달 부재(74)의 회전을 하류측 전달 부재(71)에 전달하는 경우와 차단하는 경우를 전환하는 것이 가능하다. 그런데, 본 실시예에서 설명한 전달 해제 기구(75)는 상류측 전달 부재(74)가 받은 회전력을 전달 스프링(75c)과 입력측 외경부(75a2) 및 출력 부재 외경부(75b4)와의 마찰력에 의해 하류측 전달 부재(71)에 대하여 전달하고 있다. 만일, 현상 롤러(6)를 회전시키기 위한 부하가 매우 높아져서, 설정되어 있는 마찰력 이상의 회전 부하가 발생한 경우에는, 입력 내륜(75a)과 전달 스프링(75c)의 내주부(75c1)의 사이에서 미끄럼을 발생시키는 것이 가능하다. 이에 의해, 장치 본체(2)의 고장을 방지할 수 있다.
또한, 이상으로 설명한 본 실시예에서는, 전달 해제 기구(75)의 일례로서, 일반적인 스프링 클러치에 대해 설명했지만, 전달 해제 기구(75)의 형태는 이로 한정되지 않는다. 예를 들면, 상류측 전달 부재(74)의 회전을 하류측 전달 부재(71)에 전달하기 위한 전달 매체부를 제어부 반경 방향으로 진퇴시키도록 한 구성이어도 된다. 이러한 구성은 후술하는 실시예 2 이후에서 설명한다.
[제어 부재(76)에 의한 구동 해제 동작]
제어 부재(76)의 동작에 대해 설명한다. 앞서 명기한 바와 같이, 제어 부재(76)는 전달 해제 기구(75)의 제어환(75d)에 대하여 제1 위치와 제2 위치를 가지고 있다. 또한, 제어 부재(76)는 도 7에서 설명한 현상 유닛(9)의 드럼(4)에 대한 접촉 위치와 이격 위치의 이동 동작에 연동하여 제1 위치와 제2 위치로 전환된다. 즉, 현상 유닛(9)과 드럼(4)이 접촉 위치인 경우에는 제어 부재는 제1 위치이며, 이격 위치인 경우에는 제2 위치이다. 이하에서 상세하게 설명한다.
먼저, 제어 부재(76)가 제1 위치에 있는 상태에 대해 설명한다. 도 7의 (a)에 나타내는 바와 같이, 본체 이격 부재(80)와 베어링 부재(45)의 힘 수용부(45a)가 간극 d를 가지고 있을 때, 드럼(4)과 현상 롤러(6)는 서로 접촉한 상태이다. 이 상태를 현상 유닛(9)의 접촉 위치로 한다. 도 10의 (a)는 제어 부재(76)가 제1 위치이며, 현상 유닛(9)이 드럼(4)에 대하여 접촉 위치인 상태를 나타내고 있다.
제어 부재(76)는, 원형의 구멍인 피지지부(76a)를 갖는다. 피지지부(76a)가 구동측 카트리지 커버(24)의 제어 부재 지지부(24c)(도 8 참조)와 감합함으로써, 제어 부재(76)는 구동측 카트리지 커버(24)에 회전 가능하게 지지된다. 또한, 제어 부재 지지부(24c)는, 구동측 카트리지 커버(24)에 마련된 축부이며, 이하, 단지 지지부(24c)라고 부르는 경우가 있다. 여기서, 제어 부재(76)의 회동 중심을 회동 중심 Y라고 한다. 또한, 제어 부재(76)는 회동 중심 Y로부터 반경 방향 바깥 방향으로 돌출되는 2개의 돌출부를 가지며, 제1 돌출부(76e)의 선단에 제1 피작용부(76c)가 마련되고, 제2 돌출부(76f)에 접촉면(76b)과 제2 피제어부(76d)가 마련된다. 접촉면(76b), 제1 피작용부(76c)와 제2 피제어부(76d)는, 제어 부재(76)의 회전에 따라, 회동 중심 Y를 중심으로 회전 이동할 수 있다.
또한, 마주보는 접촉면(76b)과 제1 피작용부(76c)의 사이에는, 현상 커버 부재(32)가 갖는 작용부(32c)가 배치되고, 작용부(32c)는 제1 작용부(32c1)와 제2 작용부(32c2)를 갖는다. 제1 작용부(32c1)는 제1 피작용부(76c)와 대향하는 면이며, 제2 작용부(32c2)는 제2 피작용부(76d)와 대향하는 면이다.
상술한 바와 같이, 현상 유닛(9)이 갖는 현상 커버 부재(32)는 구동측 카트리지 커버(24)에 회전 가능하게 지지된다. 즉, 제1 작용부(32c1)와 제2 작용부(32c2)는, 현상 유닛(9)의 회전에 따라, 회전 중심 X를 중심으로 회전 이동할 수 있다.
또한, 현상 커버 부재(32)의 X 축선 방향 내측에는 전달 해제 기구(75)가 회전 중심 X와 동축상에 배치되고, 구동력을 받는 전달 해제 기구(75)의 제어환(75d)은, 회전 중심 X를 중심으로 현상 커버 부재(32)의 내부에서 화살표 H 방향으로 회전한다.
현상 유닛(9)의 접촉 위치에 있어서, 접촉면(76b)은 제어환(75d)의 회전 궤적 A의 외측에 위치하고 있고, 접촉면(76b)과 회전 궤적 A는 간극 f를 갖는다. 이때, 제어 부재(76)의 제2 피작용부(76d)가 제2 작용부(32c2)와 접촉하기 때문에, 제어 부재(76)의 화살표 L1 방향으로의 회전 이동은 규제되어 있다. 그 때문에, 접촉면(76b)은 회전 궤적 A에 대하여 간극 f를 안정되게 유지하는 것이 가능해진다. 또한, 제어 부재(76)는 L2 방향으로 회전 가능하지만, 제어 부재(76)가 L2 방향으로 회전하더라도, 제어 부재(76)가 회전 궤적 A의 내측에 침입하지 않도록 제어 부재(76)는 배치되어 있다.
제어 부재(76)가 제어환(75d)으로부터 떨어진 제1 위치인 경우, 제어환(75d)이 (제어 부재(76)로부터 정지되지 않고) 회전할 수 있고, 전달 해제 기구(75)는 상류측 전달 부재(74)의 회전을 하류측 전달 부재(71)에 전달한다.
이어서, 도 10의 (b), 도 10의 (c)를 이용하여, 현상 유닛(9)이 접촉 위치로부터 이격 위치로 이동하여, 제어 부재(76)가 제1 위치로부터 제2 위치로 이동할 때의 제어 부재(76)의 동작에 대해 설명한다.
도 10의 (b)는 현상 유닛(9)이 접촉 위치로부터 이격 위치로 이동 중일 때의 제어 부재(76)의 상태를 나타내고 있다. 도 10의 (c)는 제어 부재(76)가 제2 위치이며, 현상 유닛(9)이 드럼(4)에 대하여 이격 위치인 상태를 나타내고 있다.
현상 유닛(9)은 접촉 위치로부터, 도 7의 (c)에 나타내는 바와 같이, 본체 이격 부재(80)가 화살표 F1 방향으로 δ2만큼 이동하여 정지하면, 회동 중심 X를 중심으로 하여, 화살표 K 방향으로 각도 θ2만큼 회동한 상태가 된다. 이때, 드럼(4)과 현상 롤러(6)는 서로 거리 ε2만큼 이격한 상태가 되고, 이때의 현상 유닛(9)의 상태가 이격 위치이다.
현상 유닛(9)이 드럼(4)과의 접촉 위치로부터 이격 위치로 이동하는 과정에서, 도 10의 (b)에 나타내는 바와 같이, 현상 커버 부재(32)의 제1 작용부(32c1)와 제2 작용부(32c2)는 회동 중심 X를 중심으로 하여 화살표 K 방향으로 이동한다. 제2 작용부(32c2)는 이동함으로써 제2 피작용부(76d)로부터 멀어지기 시작한다. 현상 커버 부재(32)가 화살표 K 방향으로 더 이동하면, 제1 작용부(32c1)는 제어 부재(76)의 제1 피작용부(76c)에 접촉한다. 제1 작용부(32c1)와 접촉한 제1 피작용부(76c)에는 도 10의 (b)의 화살표 B 방향으로 힘이 가해지고, 화살표 B 방향의 힘에 의해, 제어 부재(76)는 화살표 L1 방향으로 회동한다. 이와 같이 현상 유닛(9)의 이동에 따라 제어 부재(76)가 화살표 L1 방향으로 회동하고, 제어 부재(76)의 회동에 따라, 접촉면(76b)은 화살표 L1 방향으로 이동하고, 제어환(75d)의 회전 궤적 A에 가까이 간다.
또한, 현상 유닛(9)이 회동하여 이격 위치에 도달하면, 도 10의 (c)에 나타내는 바와 같이, 제어 부재(76)도 회동하고, 접촉면(76b)은 제어환(75d)의 회전 궤적 A의 내측에 침입한다. 제어환(75d)의 회전 궤적 A의 내측에 침입한 접촉면(76b)은 회전하는 피계지부(75d4)와 접촉하고, 제어환(75d)의 회전을 정지시킨다. 이에 의해, 전달 해제 기구(75)에 의한 회전력의 전달이 차단된다. 이에 의해, 상기에서 설명한 바와 같이 상류측 전달 부재(74)가 회전하고 있는 상태에 있어서도, 전달 해제 기구(75)에 의해 회전이 차단되어서 하류측 전달 부재(71)에 전달되지 않게 된다. 접촉면(76b)은 피계지부(75d4)와 계합하여(피계지부(75d4)를 계지하여) 피계지부(75d4)의 회전을 중지하는 계지부이다.
여기서, 상류측 전달 부재(74)가 회전하고 있는 상태에 있어서, 전달 해제 기구(75)에 의해 회전이 차단되어 있는 경우, 입력 내륜(75a)과 전달 스프링(75c)의 내주부(75c1)와의 사이에서 미끄럼이 발생하고 있다. 그 때문에, 상류측 전달 부재(74)에는 전달 스프링(75c)의 내주와 입력측 계합 외경부(75a2)의 마찰에 의해 회전 부하가 남겨진다. 이하에서는, 전달 해제 기구(75)에 의해 회전이 차단되어 있을 때의 상류측 전달 부재(74)에 남는 회전 부하를 미끄럼 토크(slip torque)라고 칭한다.
접촉면(76b)과 피계지부(75d4)의 접촉부를 접촉부 T라고 하면, 미끄럼 토크가 발생하고 있는 상태에 있어서는, 접촉면(76b)은 접촉부 T에 있어서 제어환(75d)으로부터 화살표 P1 방향의 힘을 받고 있다. 화살표 P1 방향의 힘은, 제어 부재(76)를 화살표 L2 방향으로 회동시키려고 하지만, 제어 부재(76)의 제1 피작용부(76c)가 제1 작용부(32c1)에 접촉함으로써 제어 부재(76)의 회동은 규제된다. 이에 의해, 제어 부재(76)는 제어환(75d)으로부터 화살표 P1 방향의 힘을 받은 상태이어도 제어환(75d)과의 접촉 상태를 유지하는 것이 가능해진다.
이와 같이, 제어 부재(76)의 제어환(75d)에 대한 위치는 제1 피작용부(76c)를 제1 작용부(32c1)에 접촉시킴으로써 결정되므로, 제1 작용부(32c1)의 형상을 변경하면, 제어 부재(76)의 제2 위치를 변화시킬 수 있다. 즉, 제1 작용부(32c1)의 형상에 의해, 접촉면(76b)이 제어환(75d)의 회전 궤적 A에 가까워지는 속도나 침입하는 타이밍을 자유롭게 제어할 수 있고, 전달 해제 기구(75)의 구동의 차단을 제어할 수 있다.
도 10의 (c)에 나타내는 상태로부터, 현상 유닛(9)이 화살표 K 방향으로 회동하면 접촉면(76b)은 회전 궤적 A 내에 도 10의 (d)에 나타내는 위치까지 침입한다. 작용부(32c)는 제1 작용부(32c1)보다 도 10의 (d)의 화살표 H 방향의 하류측에 과이격시 작용부(32c3)를 갖는다. 과이격시 작용부(32c3)는 현상 유닛(9)의 회동 중심 X를 중심으로 취하는 원호 형상이다. 현상 유닛(9)이 도 10의 (d)에 나타내는 상태보다, 더욱 화살표 K 방향으로 크게 회동한 경우, 제1 피작용부(76c)는 원호 형상의 과이격시 작용부(32c3)에 접촉한다. 이에 의해, 제어 부재(76)는 제2 위치를 유지하여 접촉면(76b)의 회전 궤적 A의 내측으로의 침입량이 늘어나지 않도록 구성되어 있다. 즉, 현상 유닛(9)의 물류 등에서, 현상 유닛(9)이 이격 위치보다 크게 회동하는 경우가 있어도, 제어 부재(76)가 제어환(75d)의 외형부(75d2)에 충돌하는 것을 억제하고, 파손 등을 방지할 수 있다. 과이격시 작용부(32c3)는, 제어 부재(76)(접촉면(76b))가 제1 위치로부터 상기 제2 위치로 이동할 때에, 제2 위치를 넘어서 과도하게 이동해 버리지 않도록 이동을 규제하는 이동 규제부이다. 즉, 과이격시 작용부(32c3)는, 제어 부재(76)(접촉면(76b))가 제1 위치로부터 상기 제2 위치로 이동할 때에, 제2 위치에 있어서 제어 부재(76)(접촉면(76b))가 그 이상 이동하지 않도록 그 이동을 억제한다.
[제어 부재(76)에 의한 구동 연결 동작]
이하, 제어 부재(76)가 제2 위치로부터 제1 위치로 전환될 때의 제어 부재(76)의 동작에 대해 설명한다. 도 10의 (c)에 나타내는 제어 부재(76)는 제2 위치이며, 상술한 바와 같이 미끄럼 토크가 발생하고 있는 상태에 있어서는, 접촉면(76b)과 피계지부(75d4)의 접촉부 T에서, 접촉면(76b)은 피계지부(75d4)로부터 수직항력으로서 도 10의 (c)의 화살표 P1의 힘을 받고 있다. 본 실시예에 있어서, 접촉면(76b)의 면방향은, 피계지부(75d4)로부터 받는 수직항력(화살표 P1)에 의해 제어 부재(76)가 화살표 L2 방향으로 회동하도록 설정되어 있다. 즉, 제어 부재(76)는 전달 해제 기구(75)의 제어환(75d)과의 접촉에 의해, 제어 부재(76)의 제2 위치로부터 제1 위치로 이동하는 방향으로 힘을 받고 있다. 이에 대하여, 제어 부재(76)의 제1 피작용부(76c)가 제1 작용부(32c1)에 접촉함으로써 제어 부재(76)의 회동은 억제되어 있다. 이 상태에 있어서, 제1 작용부(32c1)와 제1 피작용부(76c)의 접촉부 V에서, 제1 작용부(32c1)는 제1 피작용부(76c)로부터 수직항력으로서 도 10의 (c)의 화살표 P2의 힘을 받고 있다. 본 실시예에 있어서, 제1 작용부(32c1)와 제1 피작용부(76c)의 면의 방향은, 제1 작용부(32c1)가 제1 피작용부(76c)로부터 받는 수직항력(화살표 P2)에 의해 현상 커버 부재(32)를 갖는 현상 유닛(9)이 화살표 H 방향으로 회동하도록 설정되어 있다. 또한, 접촉부 T와 접촉부 V는, 제어 부재(76)의 회동 중심 Y의 축선 방향과 수직인 면에 대하여 대략 동일 단면 내에 배치되어 있다. 그 때문에, 제어 부재(76)가 수직항력(화살표 P2)의 반력과 수직항력(화살표 P1)을 동시에 받았을 때의 제어 부재(76)의 회동 중심 Y의 축선 방향의 경사가 억제되며, 결과로서, 제어 부재(76)와 전달 해제 기구(75)의 접촉 상태를 안정적으로 유지할 수 있다.
원래, 현상 유닛(9)은 가압 스프링(95)의 가압력에 의해 화살표 H 방향의 모멘트가 작용하는 구성이지만, 게다가, 화살표 P2 방향의 힘에 의해, 현상 커버 부재(32)를 갖는 현상 유닛(9)은 화살표 H 방향(도 4 참조)의 모멘트가 가해진다. 그런데, 도 7의 (c)에 나타내는 바와 같이, 본체 이격 부재(80)와 베어링 부재(45)의 힘 수용부(45a)가 접촉함으로써 현상 유닛(9)의 화살표 H 방향으로의 회동은 규제되어 있는 상태이다. 즉, 베어링 부재(45)의 힘 수용부(45a)가 본체 이격 부재(80)와의 접촉에 의해 외력(카트리지 외부로부터의 힘)을 받고 있다. 이 힘에 의해, 현상 유닛(9)의 화살표 H 방향으로의 회동이 규제되고, 나아가서는 제어 부재(76)의 화살표 L2 방향으로의 회동도 규제된 상태를 유지하는 것이 가능해진다.
즉, 제어 부재(76)는 전달 해제 기구(75)의 제어환(75d)과의 접촉에 의해, 화살표 P1 방향의 힘을 받고 있는 상태에 있어서도 제어 부재(76)의 제2 위치를 안정적으로 유지하는 것이 가능하다.
이러한 상태로부터, 본체 이격 부재(80)가 도 7의 (c) 중 화살표 F2 방향으로 이동하면, 본체 이격 부재(80)에 의한 현상 유닛(9)에 대한 회동 규제, 및 제어 부재(76)의 회동 규제가 해제된다.
즉, 본체 이격 부재(80)에 의해 회동이 규제되어 있었던 현상 유닛(9)은 화살표 P2 방향의 힘에 의해 화살표 H 방향으로 회동하기 시작한다. 게다가, 현상 유닛(9)이 갖는 현상 커버 부재(32)의 제1 작용부(32c1)가 화살표 H 방향으로 회동하면, 제1 작용부(32c1)에 의해 회동이 규제되어 있었던 제어 부재(76)가, 화살표 P1 방향의 힘에 의해 화살표 L2 방향으로 회동한다.
제어 부재(76)가 화살표 L2 방향으로 회동하면 접촉면(76b)은 마찬가지로 화살표 L2 방향으로 이동한다. 접촉면(76b)의 이동이 진행하고, 도 10의 (a)에 나타내는 바와 같이, 접촉면(76b)이 제어환(75d)의 회전 궤적 A의 외측까지 이동한 제어 부재(76)의 제1 위치까지 도달한다. 이에 의해, 제어환(75d)은 회전이 가능해지고, 전달 해제 기구(75)는 상류측 전달 부재(74)의 회전을 하류측 전달 부재(71)에 전달하는 것이 가능해진다.
본 구성에서는 제어 부재(76)의 화살표 L2 방향으로의 회동을 제1 작용부(32c1)에 의해 규제하고 있기 때문에, 제1 작용부(32c1)의 형상 설계에 의해, 접촉면(76b)이 회전 궤적 A의 외측으로 빠지는 타이밍이나 회동량을 임의로 설정하는 것이 가능하다. 따라서, 현상 유닛(9)이 이격 위치로부터 접촉 위치로 이동할 때에 있어서, 어느 타이밍에 구동을 전달하기 시작할지를 임의로 설정할 수 있다.
현상 롤러(6) 상의 토너 코트 상태를 안정시키기 위해서는, 현상 롤러(6)와 드럼(4)이 접촉하기 전에 현상 롤러(6)를 일정한 횟수(시간) 회전시키는 것이 바람직하다. 이러한 회전을 사전 회전(pre-rotation)이라고 부른다. 본 실시예의 구성을 취하면 이 현상 롤러(6)의 사전 회전의 양(횟수, 시간)을 임의로 설정할 수 있다.
이상 설명한 바와 같이, 제어 부재(76)나 제어환(75d)은 서로 관련되어서, 구동력의 전달이나 차단의 전환을 제어하므로, 제어 부재(76)나 제어환(75d)을 구동 전달과 그 차단을 제어하기 위한 제어 기구의 일부라고 간주할 수도 있다. 그 때문에, 제어 부재(76)뿐만 아니라, 제어환(75d)도 제어 부재라고 부르는 경우가 있다. 그때, 제어 부재(76)와 제어환(75d)의 일방을 제1 제어 부재, 타방을 제2 제어 부재 등으로 구별하여 불러도 된다. 또한, 링 형상(원 형상, 원반 형상)을 갖는 제어환(75d)과 구별하기 위해, 제어 부재(76)를 제어 레버 등이라고 불러도 된다. 제어 부재(76)는 굴곡된 레버 형상을 가지고 있는 레버 부재이다. 다른 표현을 하면, 제어 부재(76)는 U자 형상(C자, V자 형상)을 갖는다. 제어 부재(76)는, 2개의 단부와, 그 양단부의 사이의 굴곡부를 가지며, 굴곡부의 근방에 제어 부재(76)의 회동 중심(축선)이 위치한다.
또한, 제어환(75d) 및 제어 부재(76)는 모두 회전 가능한 부재이므로 각각을 회전 부재라고 부를 수도 있다. 그때, 서로를 구별하기 위해 이들 중 일방을 제1 회전 부재, 타방을 제2 회전 부재 등이라고 불러도 된다.
또한, 본 실시예에서는, 도 10의 (c)에서 나타내는 바와 같이, 접촉면(76b)과 피계지부(75d4)의 접촉부 T를 회동 중심 X와 회동 중심 Y를 잇는 선 R보다, 제어환(75d)의 회전 방향(화살표 H 방향)의 하류측에 위치하도록 구성하고 있다. 이에 의해, 제어 부재(76)를 회동시켜 접촉면(76b)을 회전 궤적 A의 외측으로 이동하는 동작을 안정시킬 수 있다. 이 동작에 대해 도 11을 이용하여 자세하게 설명한다. 도 11의 (a)는, 도 10의 (c)의 상태에 있어서, 접촉면(76b)과 피계지부(75d4)를 나타낸 간략도이다. 도 11의 (a)에 나타내는 바와 같이, 접촉부 T는 회동 중심 X를 회동 중심 Y를 잇는 선 R보다 제어환(75d)의 회전 방향(화살표 H 방향)의 하류측에 위치한다. 회동 중심 X를 중심으로 하여, 회동 중심 Y가 되는 지지부(24c)(도 8 참조)에 대하여 화살표 H 방향의 하류측에, 접촉부 T(접촉면(76b))가 위치한다. 즉, 회동 중심 X를 중심으로 하여, 지지부(24c)에 대하여 화살표 H 방향을 향하여 0도보다 크고 180도보다 작은 각도의 범위에 접촉부 T가 있다.
이 상태로부터, 상술한 바와 같이 접촉면(76b)은, 제어환(75d)의 회전 방향(화살표 H 방향)과 상이한 방향(화살표 L2 방향)으로 회전하고, 접촉면(76b)은 회전 궤적 A의 외측으로 이동한다. 이러한 접촉부 T의 배치와 접촉면(76b)의 회전 방향의 경우, 접촉면(76b)의 단부(76b2)는, 회동 중심 Y를 중심으로 하여, 접촉부 T로부터 멀어지는 방향이며, 또한 회동 중심 X로부터 멀어지는 방향인 화살표 A2 방향으로 이동한다. 즉, 접촉면(76b)을 피계지부(75d4)로부터 멀어지면서, 회동 중심 X를 중심으로 하는 회전 궤적 A의 외측으로 이동시킬 수 있기 때문에, 접촉부 T에서 마찰의 발생을 억제할 수 있다.
여기서, 본 구성과의 비교를 위해, 접촉부 T를 회동 중심 X와 회동 중심 Y를 잇는 선 R보다 제어환(75d)의 회전 방향의 상류측에 배치하고, 제어면(76)을 제어환(75d)의 회전 방향과 동일 방향으로 회전시킨 경우를, 도 11의 (b)를 이용하여 설명한다. 도 11의 (b)에 나타내는 바와 같이, 접촉면(176b)과 피계지부(75d4)의 접촉부 T2를, 회동 중심 X와 회동 중심 Y를 잇는 선 R보다 제어환(75d)의 회전 방향(화살표 H 방향)의 상류측에 배치한다. 이 상태로부터, 접촉면(176b)을 제어환(75d)의 회전 방향(화살표 H 방향)과 동일 방향(화살표 L1 방향)으로 회전시켜, 접촉면(176b)을 회전 궤적 A의 외측으로 이동시킨다. 이러한 접촉부 T2의 배치와 접촉면(176b)의 회전 방향의 경우, 접촉면(176b)의 단부(176b2)는, 회동 중심 Y를 중심으로 하여, 접촉부 T에 가까워지는 방향이며, 또한 회동 중심 X로부터 멀어지는 방향인 화살표 A3 방향으로 이동한다. 즉, 접촉면(176b)은 피계지부(75d4)로 문지르면서, 회동 중심 X를 중심으로 하는 회전 궤적 A의 외측으로 이동하기 때문에, 접촉부 T2에서 마찰이 발생해 버린다.
단, 도 11의 (a)와 같은 배치의 쪽이, 접촉부 T에서의 마찰력의 발생을 억제할 수 있고, 접촉면(76b)을 안정되게 회전 궤적 A의 외측으로 이동시킬 수 있기 때문에 보다 좋지만, 도 11의 (a)와 같은 배치에 한정되는 것이 아니다. 도 11의 (b)에 나타내는 바와 같은 배치에서도, 제어 부재(76)에 의해 전달 해제 기구(75)의 구동 전달을 제어할 수 있다.
제어 부재(76)의 제1 위치에서 전달 해제 기구(75)가 상류측 전달 부재(74)의 회전을 하류측 전달 부재(71)에 전달하면, 미끄럼 토크보다 큰 토크가 상류측 전달 부재(74)에 발생하고 있고, 현상 유닛(9)에는 보다 큰 화살표 H 방향의 회전 모멘트가 생긴다. 이 화살표 H 방향의 회전 모멘트에 의해 현상 유닛(9)은 보다 확실하게 접촉 위치까지 이동한다.
전달 해제 기구(75)가 스프링 클러치인 경우, 상기한 바와 같이 전달 해제 기구(75)에 의해 회전이 차단되어 있을 때에 상류측 전달 부재(74)에 미끄럼 토크가 발생한다. 본 실시예에서는 미끄럼 토크에 의해 발생하는 접촉부 T에 있어서의 화살표 P1 방향의 힘을 현상 유닛(9)이 화살표 H 방향으로 회동하도록 전환되고 있다.
이에 대하여, 전달 해제 기구(75)에 의해 회전이 차단되어 있을 때의 상류측 전달 부재(74)에 남는 토크가 작은 경우에는, 현상 유닛의 접촉·이격을 확실하게 이행시키기 위해, 보조 가압 부재로서의 보조 가압 스프링(96)을 설정해도 된다.
[0194]
도 1에 나타내는 바와 같이 보조 가압 스프링(96)은 비틀림 코일 스프링이며, 코일 부분(96c)은 구동측 카트리지 커버 부재(24)의 제어 부재 지지부(24c)에 지지되어 있다. 또한, 보조 가압 스프링(96)의 일단측 암부(96c)는 구동측 카트리지 커버 부재(24)의 계지부(24d)에 계합하고 있다. 한편, 타단측의 암부(96b)는 현상 유닛(9)의 자세(이격 위치 또는 접촉 위치)에 따라, 계합하는 상대 부품이 바뀐다. 이에 대해 이하에 설명한다. 도 7의 (a)에 나타내는 바와 같은 현상 유닛(9)이 드럼(4)과 접촉하고 있는 상태에 있어서는, 보조 가압 스프링(96)의 타단측의 암부(96b)는 현상 유닛(9)에 대해서는 비접촉 상태이며, 구동측 카트리지 커버 부재(24)의 일부(24e)에 계합하고 있다. 즉, 현상 유닛(9)에 대하여 보조 가압 스프링(96)에 의한 가압력 Q를 가하지 않도록 설정하고 있다. 도 7의 (b) 및 도 7의 (c)에 나타내는 바와 같이, 현상 유닛(9)이 드럼(4)과 이격하고 있는 상태에 있어서, 보조 가압 스프링(96)의 타단측의 암부(96b)는 현상 유닛(9)의 피가압부(32e)와 접촉한다. 이에 의해 보조 가압 스프링(96)은, 현상 유닛(9)에 대하여 회동 중심 X를 중심으로 하여, 화살표 H 방향으로 모멘트를 부여한다. 이와 같이, 전달 해제 기구(75)가 회전을 차단하고 있을 때의 상류측 전달 부재(74)에 남는 토크(미끄럼 토크)가 작은 경우에 있어서도, 보조 가압 스프링(96)을 마련함으로써, 현상 유닛(9)이 이격 상태로부터 접촉 상태로 확실하게 이행시키는 것이 가능해진다. 또한, 보조 가압 스프링(96)을 마련한 경우에 있어서도, 현상 유닛(9)이 드럼(4)과 접촉하고 있는 상태에서는 보조 가압 스프링(96)에 의한 가압력 Q가 현상 유닛(9)에 작용하지 않도록 설정함으로써, 현상 롤러(6)와 드럼(4)의 접촉력을 크게 하지 않을 수 있다. 이에 의해, 현상 롤러(6) 상의 토너에 대하여, 스트레스를 경감할 수 있다.
이상으로 설명한 본 실시예의 구성은, 현상 유닛(9) 및 드럼 유닛(8)을 가진 프로세스 카트리지(P)의 형태에 대한 설명이었지만, 카트리지의 형태는 이로 한정되지 않는다. 예를 들면, 현상 유닛(9)과 드럼 유닛(8)을 따로따로 카트리지화한 구성이라도 된다. 이 경우, 현상 유닛(9)을 현상 카트리지라고 하는 경우가 있다. 이 경우에도 제어 부재(76)는 현상 유닛(9)을 회동 가능하게 지지하는 카트리지 커버(지지 부재)에 의해 회동 가능하게 지지되어 있는 것이 바람직하다.
또한, 상류측 전달 부재(74), 하류측 전달 부재(75)뿐만 아니라, 현상 롤러 기어(69)나, 전달 해제 기구(75)의 입력 내륜(75a), 전달 스프링(75c), 출력 부재(75b)도 각각 구동력(회전력)을 전달하기 위한 구동 전달 부재(전달 부재)이다. 그 때문에, 상류측 전달 부재(74), 하류측 전달 부재(75), 현상 롤러 기어(69), 입력 내륜(75a), 전달 스프링(75c), 출력 부재(75b)를 순서 부동으로 제1, 제2, … 제6 전달 부재 등이라고 부르는 것도 가능하다. 특히, 전달 해제 기구(75)의 입력 내륜(입력 부재)(75a)과 출력 부재(75c)로 언급하는 경우에, 이들을 각각 제1, 제2 전달 부재라고 부르는 경우가 있다. 또한, 입력 내륜(입력 부재)(75a)과 출력 부재(75c)를 연결하기 위한 전달 스프링(75c)을 중간 전달 부재 등으로 부르는 경우가 있다.
또한, 일체적으로 회전하도록 연결된 복수의 구동 전달 부재를 1개의 전달 부재로 할 수도 있다. 예를 들면, 상류측 전달 부재(74)와 입력 내륜(75a)을 하나의 전달 부재로 하거나, 하류측 전달 부재(75)와 출력 부재(75b)를 하나의 전달 부재로 하기도 한다.
또한, 지금까지의 설명에 있어서, 드럼(4) 상의 정전 잠상을 현상할 때에는 드럼(4)과 현상 롤러(6)가 접촉한 상태로 현상하는 『접촉 현상 방식』에서의 설명이었지만, 현상 방식은 이로 한정되지 않는다. 드럼(4)과 현상 롤러(6)의 사이에 미소 간극을 마련해서 드럼(4) 상의 정전 잠상을 현상하는 『비접촉 현상 방식』이어도 된다.
비접촉 현상 방식이어도 접촉 현상 방식이어도, 현상 시에 드럼(4)에 현상 롤러(6)를 가까이하면서, 비현상 시에는 드럼(4)으로부터 현상 롤러(6)를 떼어 놓는 구성을 취할 수 있다(도 7의 (a) 내지 (c) 참조). 이러한 구성이라면, 비현상 시(화상을 형성하지 않을 시)에, 현상 롤러(6)의 표면의 토너가 드럼(4)으로 전이하는 것을 피할 수 있다.
또한, 접촉 현상 방식의 경우에는 게다가, 비현상 시에 현상 롤러(6)가 드럼(4)에 접촉하지 않으므로, 현상 롤러(6)와 드럼(4)이 장기간 계속해서 접촉하는 것을 피할 수 있다. 즉, 비현상 시에 현상 롤러(6)의 변형이 생기는 것을 피할 수 있다.
또한, 어떠한 방식이어도, 비현상 시에는 현상 롤러(6)의 회전이 정지하므로, 이때에 현상 롤러(6)의 주위에 있는 현상제(토너)에 부하(현상 롤러(6)와 현상제의 사이에 생기는 마찰에 의한 부하 등)가 가해지지 않는다. 따라서, 카트리지에 수용된 현상제의 수명을 길게 유지할 수 있다.
[종래예와의 차이]
여기서, 종래 구성과 본 실시예의 차이를 이하에 설명한다.
일본특허공개 제2001-337511호에 있어서는, 화상 형성 장치 본체로부터 구동을 받는 구동 허브(31a-1)(일본특허공개 제2001-337511호에 기재된 부호, 본 단락에서도 마찬가지임), 및 구동 전환을 행하는 스프링 클러치가 마련되어 있다. 현상 유닛으로서의 제2 하우징(4a)이 회동하여 현상 롤러(7a)가 감광 드럼(1a)과 이격하는 동작과, 스프링 클러치의 구동을 차단하기 위한 스프링 클러치 제어 수단의 이동을 연동시키고 있다. 스프링 클러치 제어 수단은, 회동 핀(32a)의 주위로 회동 가능하게 부착된 힌지부(30a)와, 이 힌지부(30a)에 고정된 제어판(34a)과, 연결판(29a)으로 이루어진다. 연결판(29a)은, 힌지부(30a)의 회동 핀(32a)의 하방의 제어 핀(33a)의 주위로 회동 가능하게 일단이 연결된다. 또한, 연결판(29a)의 타단은 제1 하우징(10a)의 측면부의 고정 핀(35a)에 연결된다. 그러나, 회전하는 축(고정 핀(35a))과 그것과는 중심이 시프트된 축(제어 핀(33a))을 잇는 핸들(연결판(29a))로 이루어지는 크랭크 기구는 링크의 수가 많다. 그 때문에, 현상 유닛이 회동했을 때의 각도의 편차에 의해, 크랭크 기구가 스프링 클러치에 작용하는 타이밍에 편차가 생기기 쉽다. 특히 스프링 클러치에 직접 작용하는 제어판(34a)은, 힌지부(30a)나 연결판(29a)을 통하여 제1 하우징(10a)에 연결되어 있다. 그 때문에 제어판(34a)은, 회동 핀(32a)을 중심으로 한 힌지부(30a)의 회전이나, 제어 핀(33a)이나 고정 핀(35a)을 중심으로 한 연결판(29a)의 회전 등에 따라 제1 하우징(10a)에 대하여 복잡한 동작을 한다. 제어판(34a)의 위치나 동작을 정밀도 좋게 제어하는 것이 어렵다.
또한, 크랭크 기구를 구성하는 링크의 수가 늘어나면 각 링크의 이동 가능 공간을 확보할 필요가 있고, 크랭크 기구나 그것이 마련된 카트리지를 소형화하는 것이 어렵다.
이에 대하여, 본 실시예에 있어서는, 전달 해제 기구(75)에 의한 회전 전달·차단을 제어하기 위한 제어 부재(76)는 구동측 카트리지 커버(24)의 지지부(24c)에 의해 1축(회동 중심 Y)으로 회전 가능하게 지지되어 있다. 제어 부재(76)나 접촉면(76b)(도 10 참조)이 구동측 사이드 커버(24)에 대하여 행하는 운동(이동)이, 지지부(24c)를 중심으로 한 회동 뿐이다. 그 때문에, 구동측 사이드 커버(24)나 현상 유닛(9)에 대하여, 제어 부재(76)나 접촉면(76b)의 위치나 동작의 정밀도를 유지하기 쉽다.
또한, 구동측 카트리지 커버(24)는 전달 해제 기구(75)를 지지한 현상 유닛(9)을 제어 부재(76)와 마찬가지로 회전 가능하게 지지하고 있다. 제어 부재(76)와 현상 유닛(9)이 동일한 부재에 의해 회전 가능하게 지지됨으로써, 제어 부재(76)와 전달 해제 기구(75)의 위치 정밀도가 향상된다.
나아가서는, 제어 부재(76)는 현상 유닛(9)이 갖는 현상 커버 부재(32)에 마련된 작용부(32c)의 형상에 따라 회전 이동이 제어되어 있기 때문에, 현상 유닛(9)의 회동 각도에 대하여, 제어 부재(76)와 전달 해제 기구(75)의 위치 관계를 안정되게 유지할 수 있다. 구체적으로는, 제어 부재(76)의 제1 위치에 있어서는, 제어 부재(76)의 제2 피작용부(76d)가 제2 작용부(32c2)와 접촉하기 때문에, 제어 부재(76)의 화살표 L1 방향으로의 회전 이동은 규제되어 있다. 그 때문에, 접촉면(76b)은 회전 궤적 A에 대하여 간극 f를 안정되게 유지하는 것이 가능해진다.
또한, 제어 부재(76)의 제2 위치에 있어서는, 제어 부재(76)가 전달 해제 기구(75)로부터 화살표 P1 방향의 힘에 의해 H 방향의 회전 모멘트가 가해진다. 그러나, 이 상태에 있어서도, 제어 부재(76)의 제1 피작용부(76c)가 제1 작용부(32c1)에 접촉함으로써 제어 부재(76)의 회동은 억제되어 있다. 즉, 제어 부재(76)는 제2 위치를 안정적으로 유지하는 것이 가능하다.
이와 같이, 현상 유닛(9)의 회동 각도에 대하여, 제어 부재(76)와 전달 해제 기구(75)의 위치 관계를 안정되게 유지할 수 있음으로써, 확실하게 구동의 전달 및 차단을 전환할 수 있다. 이에 의해, 현상 롤러(6)의 회전 시간의 제어 편차를 적게 할 수 있다.
또한, 이들 전달 해제 기구(75)의 구성이, 현상 유닛(6)이 드럼 유닛(8)에 대하여 회동 가능하게 지지되어 있는 회동 중심 X와 동일 직선상에 배치되어 있다. 여기서, 회동 중심 X는, 드럼 유닛(8)과 현상 유닛(9)의 상대 위치 오차가 가장 적다. 그 때문에, 회동 중심 X에 현상 롤러(6)에 대한 구동 전달을 전환하는 전달 해제 기구(75)를 배치함으로써, 현상 유닛(9)이 회동한 각도에 대한 전달 해제 기구(75)의 전환 타이밍을 가장 정밀도 좋게 제어할 수 있다. 결과로서, 현상 롤러(9)의 회전 시간을 고정밀도로 제어할 수 있고, 현상 롤러(9)나 현상제의 열화를 억제할 수 있다. 또한, 현상 유닛(9)(현상 프레임)이 회전 이동을 행하더라도 전달 해제 기구(75)의 위치가 변화되지 않으므로, 현상 유닛(9)이 회동할 때에, 제어 부재(76)가 전달 해제 기구(75)를 제어하기 쉽다.
또한, 제어 부재(76)의 회전 이동량을 작용부(32c)의 형상에 의해 제어하고 있고, 작용부(32c)는 현상 유닛(9)의 회동 중심 X를 중심으로 취하는 원호 형상인 과이격시 제어면(32c3)을 갖는다. 이에 의해, 현상 유닛(9)이 물류 등의 영향으로 소정 위치보다 크게 회동한 경우, 제어 부재(76)가 전달 해제 기구(75)에 대하여 일정 이상 근접하지 않도록 설정할 수 있고, 파손 등을 방지할 수 있다.
또한, 제어 부재(76)는 전달 해제 기구(75)의 제어환(75d)과의 접촉에 의해, 제어 부재(76)의 제2 위치로부터 제1 위치로 이동하는 방향으로 힘(화살표 P1 방향)을 받는다. 또한, 제어 부재(76)와 제1 작용부(32c1)가 접촉하고, 현상 유닛(9)은 화살표 P2 방향으로 힘을 받아서 화살표 H 방향으로 회동한다. 또한, 제1 구동 전달 부재(74)의 회전 방향(화살표 J 방향)은 현상 유닛(9)을 화살표 H 방향으로 회전 모멘트를 발생시키는 방향이다. 이 때문에, 제어 부재(76)는 제2 위치로부터 제1 위치의 전환 및 현상 유닛(9)의 접촉·이격을 확실하게 행할 수 있고, 결과로서 확실하게 구동의 전달 및 차단을 전환할 수 있다.
본 실시예에서는, 현상 커버 부재(32)가 작용부(32c)를 갖는 경우를 설명했지만, 그로 한정되지 않고, 현상 유닛의 다른 부분이 작용부이어도 된다.
〔구성의 정리〕
마지막으로, 상기한 본 실시예의 구성을 정리하면 아래와 같다.
본 실시예의 카트리지(P)는, 도 1, 도 3에 나타내는 바와 같이, 전자 사진 화상 형성 장치(1)(도 1 참조)의 장치 본체(전자 사진 화상 형성 장치 본체)에 착탈 가능하다. 도 4에 나타내는 바와 같이 카트리지(P)는, 감광체에 형성되는 잠상을 현상하도록 구성된 현상 롤러(6)를 갖는다.
이 현상 롤러(6)는, 도 5에 나타내는 바와 같이 베어링 부재(45)에 의해 회전 가능하게 지지되어 있다. 또한, 전술한 바와 같이 현상 프레임(29)과 현상 베어링(45), 현상 커버 부재(32) 등을 아울러 광의의 의미에서의 현상 프레임이라고 부른다.
이러한 현상 프레임(현상 프레임(29)과 현상 커버 부재(32), 현상 베어링(45))은, 드럼 유닛(감광체 유닛)의 프레임에 의해 이동 가능(회전 가능)하게 지지되어 있다. 드럼 유닛의 프레임은, 현상 프레임을 이동 가능하게 지지하는 지지 부재(지지 프레임)이며, 구동측 카트리지 커버(24), 비구동측 카트리지 커버(25), 클리닝 용기(26)에 의해 구성된다.
드럼 유닛의 프레임(지지 부재)과 현상 프레임의 일방을 제1 프레임, 타방을 제2 프레임 등으로 부르는 경우가 있다.
현상 프레임은, 현상 롤러(6)를 감광체(4)로부터 이격시키는 이격 위치(도 7의 (a))와, 현상 롤러(6)를 감광체(4)에 근접시키는 근접 위치(도 7의 (b))를 취할 수 있다. 본 실시예의 화상 형성 장치는 접촉 현상 방식을 채용하고 있기 때문에, 현상 롤러(6)는, 감광체에 접촉할 때까지 근접한다. 즉, 본 실시예에 있어서, 근접 위치는 접촉 위치이다. 한편, 비접촉 현상 방식이 채용되는 경우에는, 현상 프레임이 근접 위치에 있을 때, 현상 롤러(6)와 감광체(4)의 사이에는 소정의 간격이 마련된다. 근접 위치는, 현상 롤러(6)에 의해 감광체(4)의 잠상을 현상 가능하게 되도록 한 현상 프레임의 위치이며, 현상 위치(현상 프레임의 제1 위치, 제1 현상 프레임 위치)라고 부를 수도 있다. 또한, 현상 프레임이 근접 위치(접촉 위치, 현상 위치)에 있을 때의 현상 롤러의 위치도 마찬가지로 근접 위치(접촉 위치, 현상 위치)라고 부르거나, 제1 위치(제1 현상 롤러 위치) 등으로 부르는 경우가 있다.
한편, 이격 위치는, 현상 위치로부터 퇴피한 퇴피 위치이며, 현상 롤러(6)에 의해 감광체(4)의 잠상의 현상을 행하지 않는 비현상 위치(현상 프레임의 제2 위치, 제2 현상 프레임 위치)이기도 한다. 현상 프레임이 이격 위치에 있을 때의 현상 롤러의 위치도 이격 위치(퇴피 위치, 비현상 위치)라고 부르거나, 현상 롤러의 제2 위치(제2 현상 롤러 위치) 등으로 부르는 경우가 있다.
도 8에 나타내는 바와 같이, 회전력을 상기 현상 롤러(6)를 향하여 전달하는 상태와 상기 전달을 차단하는 상태간을 전환 가능하게 구성된 클러치(전달 해제 기구(75))가 현상 프레임에 마련되어 있다. 본 실시예에서 전달 해제 기구(75)는 스프링 클러치이며, 전달 스프링(75c)(도 9의 (a) 내지 (c) 참조)의 조임과 느슨함에 의해 구동력의 전달과 그 차단을 전환하는 구성으로 되어 있다.
클러치의 구동 전달과 그 차단을 제어하기 위한 제어 부재(76)가, 지지 부재(구동측 카트리지 커버(24))에 마련되어 있다(도 10 참조). 제어 부재(76)는 구동측 카트리지 커버(24)에 대하여 고정된 1개의 회전 축선(즉, 지지부(24c))을 중심으로 회전 가능한 레버(회전 부재)이다.
또한, 본 실시예에 있어서는, 제어 부재(76)의 회전 축선(rotational axis)이 위치하는 지지부(24c)는, 구동측 카트리지 커버(24)와 일체적으로 형성되어 있었던 축부(shaft)이다. 그러나, 이러한 구조에 한정되는 것은 아니다. 지지 부재(구동측 카트리지 커버(24))에 마련된 회동 축선을 중심으로 제어 부재(76)가 회전하는 경우, 구동측 카트리지 커버(24)와는 다른 부재인 축부가, 구동측 카트리지 커버(24)에 의해 지지되어 있는 경우도 있다.
예를 들면, 제어 부재(76)에 축부가 일체적으로 형성되어 있거나, 축부가 제어 부재(76)에 고정되어 있거나 하여, 그러한 축부가 구동측 카트리지 커버(24)에 형성시킨 구멍부에 의해 지지되어 있는 경우도 있다. 이 경우에는 구동측 카트리지 커버(24)에 마련된 구멍부를, 제어 부재(76)를 회전 가능하게 지지하기 위한 지지부라고 간주할 수 있다. 어느 쪽이든, 구동측 카트리지 커버(24)에 축부나 구멍 등의 지지부가 고정되어 있으면, 제어 부재(76)도 구동측 카트리지 커버(24)에 대하여 고정된 회전 축선 Y(도 10 참조)를 중심으로 회전하게 된다.
제어 부재(76)는, 전달 해제 기구(75)의 제어환(75d)에 마련된 피계지부(75d4)와 계합 가능한 계지부(접촉면(76b))를 갖는다. 이 접촉면(76b)은, 피계지부(75d4)의 회전 궤적 A로부터 퇴피하여 피계지부(75d4)와의 계합(접촉)을 피하는 비계지 위치를 취할 수 있다 (도 10의 (a) 참조). 이때의 제어 부재(76)나, 제어 부재(76)에 마련된 접촉면(76b)의 위치를 제1 위치(제1 제어 위치, 퇴피 위치, 비계지 위치)라고 부른다. 이 제1 위치에 접촉면(76b)이 위치할 때, 피계지부(75d4)는, 전달 해제 기구(75)가 받은 회전력에 의해, 축선 X를 중심으로 회전을 할 수 있다. 그 때문에, 피계지부(75d4)와 일체적으로 회전하는 전달 스프링(75c)(도 9의 (a) 내지 (c) 참조)의 회전도 방해하지 않고, 전달 해제 기구(75) 내에서 전달 스프링(75c)은 회전력을 전달한다. 즉, 제1 위치란, 접촉면(76b)이 전달 해제 기구(75)에 의한 구동력의 전달을 허용하기 위한 위치(허용 위치, 구동 위치, 전달 위치, 비계지 위치)이다.
한편, 이 제어 부재(76)나 그 접촉면(76b)은, 피계지부(75d4)의 회전 궤적 A에 진입하여 피계지부(75d4)와 계합(접촉)함으로써, 피계지부(75d4)의 회전을 중지하는 위치도 취할 수 있다 (도 10의 (c) 또는 도 10의 (d) 참조). 이때의 제어 부재(76)나 접촉면(76b)의 위치를 제2 위치(제2 제어 위치, 계지 위치, 진입 위치, 계합 위치)라고 부른다. 이 제2 위치에 접촉면(76b)이 위치할 때에는, 피계지부(75d4)가 마련되어 있는 제어환(회전 부재)(75d)(도 9의 (a) 내지 (c) 참조)의 회전도 정지한다. 또한, 제어환(75d)에 고정되어 있는 전달 스프링(75c)의 단부(일단측(75c2))의 회전도 정지한다. 이 상태에서는, 전달 해제 기구(75)에 상류측 전달 부재(74)로부터 구동력(회전력)이 계속해서 입력되어도, 입력 내륜(75a)(입력 부재, 입력 허브, 제1 전달 부재)만이 회전한다. 출력 부재(제2 전달 부재)는 회전하지 않는다.
즉, 전달 해제 기구(75)는 회전력을 하류측 구동 전달 부재(하류측 전달 부재)(71)에 출력하지 않게 된다. 하류측 구동 전달 부재(71)나 나아가 그 하류의 현상 롤러(6)의 회전이 정지한다. 제어 부재(76)의 제2 위치란, 접촉면(76b)이 전달 해제 기구(75)에 의한 구동력의 전달을 차단하고, 하류측 구동 전달 부재(71)나 현상 롤러(6)의 회전을 정지시키는 위치(차단 위치, 정지 위치)이다.
접촉면(76b)이 제2 위치에 위치할 때에는, 전달 스프링(75c)은 일단측(75c2)이, 제어환(75d)을 통하여 접촉면(75b)에 의해 계지된다. 이것에 의해 전달 스프링(75c)은 회전이 중지되고, 나아가 전달 스프링(75c)은 입력 내륜(75a)으로부터 느슨해지게 된다. 그렇게 함으로써 전달 스프링(75c)은, 구동력을 입력 내륜(75a)으로부터 출력 부재(75b)(출력 허브)로 전달하지 않게 된다.
또한, 현상 프레임(현상 커버 부재(32))에는, 제어 부재(76)에 작용하기 위한 작용부(32c)(도 8, 도 10 참조)가 마련되어 있다. 작용부(32c)는 현상 프레임에 고정된 고정부이다.
현상 프레임이 지지 부재(구동측 카트리지 커버(24), 비구동측 카트리지 커버(25), 클리닝 용기(26))에 대하여 이동(요동, 회동)함에 따라 작용부(32c)는 제어 부재(76)에 작용한다(도 7, 도 10 참조). 작용부(32c)가 제어 부재(76)에 작용함으로써, 제어 부재(76)에 마련된 계지부(접촉면(76b))를 제1 위치(도 10의 (a))와 제2 위치(도 10의 (c))의 사이에서 회전시킨다. 이에 의해 클러치(전달 해제 기구(75))에 의한 구동의 전달이 전환된다(온/오프된다).
계지부(접촉면(76b))는, 지지 부재(구동측 사이드 커버(24))에 마련된 지지부(제어 부재 지지부(24c))를 중심(회전 축선)으로 하여 제1 위치(도 10의 (a))와 제2 위치(도 10의 (c))의 사이를 회전 이동 가능하다. 현상 프레임이 지지 부재에 대하여 이동할 때에, 현상 프레임(현상 커버 부재(32))에 대하여 고정된 작용부(32c)가, 제어 부재(76)와 접촉함으로써, 접촉면(76b)은 제1 위치와 제2 위치의 사이를 회전한다(도 7, 도 9의 (a) 내지 (c) 참조). 구체적으로는, 현상 프레임이 근접 위치로 이동함에 따라 작용부(32c)의 제2 작용부(32c2)는 제어 부재(76)의 제2 피작용부(76d)에 접촉하여 힘을 가함으로써, 접촉면(76b)을 제1 위치로 이동시킨다(도 10의 (a), 도 7의 (a)). 이때, 전달 해제 기구(75)의 구동력의 전달은 허용된다. 한편, 현상 프레임이 이격 위치로 이동함에 따라 작용부(32c)의 제1 작용부(32c1)는 제어 부재(76)의 제1 피작용부(76c)에 접촉하여 힘을 가함으로써, 접촉면(76b)을 제2 위치로 이동시킨다(도 10의 (c), 도 7의 (c)). 이때, 전달 해제 기구(75)의 구동력의 전달은 차단된다.
작용부(32c)는, 제1 피작용부(76c)와 제2 피작용부(76d)의 사이의 스페이스에 배치되어, 제어 부재(76)에 대하여 접촉과 이격이 가능한 구성이다.
본 실시예에 의하면 제어 부재(76)나 계지부(접촉면(76b))가 지지 부재(구동측 사이드 커버(24))에 대하여 행하는 운동(이동)이, 지지부(24c)를 중심으로 한 회전뿐이기 때문에, 지지 부재에 대한 제어 부재(76)나 접촉면(76b)의 위치 정밀도를 유지하기 쉽다. 또한, 제어 부재(76)에 작용하는 작용부(32c)가 현상 프레임(현상 커버 부재(32))에 대하여 고정되어 있으므로, 현상 프레임이 지지 부재에 대하여 이동했을 때, 그 현상 프레임의 이동에 직접 연동시켜서, 작용부(32c)를 제어 부재(76)에 작용시킬 수 있다. 제어 부재(76)나 접촉면(76b)의 동작 타이밍을 제어하기 쉽고, 현상 프레임과 지지 부재의 상대 위치에 대응시켜서, 제어 부재(76)나 접촉면(76b)을 정밀도 좋게 이동시키기 쉽다.
또한, 제어 부재(76)가 제2 위치(도 10의 (c) 참조)에 있을 때에, 전달 해제 기구(75)에 회전력이 입력되고 있는 상태에서는, 제어 부재(76)의 계지부(접촉면(76b))는, 전달 해제 기구(75)의 피계지부(75d4)로부터 화살표 P1의 힘을 받고 있다. 이 화살표 P1의 힘은, 접촉면(76b)을 제1 위치(전달 위치)를 향하여 가압하는 방향으로 작용한다. 그 때문에, 현상 프레임이 근접 위치(도 7의 (a) 참조)를 향하여 이동할 때에 작용부(32c)의 제1 작용부(32c1)가 제어 부재(76)의 제1 피작용부(76c)가 멀어지면, 접촉면(76b)과 피계지부(75d4)의 계합 해제가, 힘 P1에 의해 어시스트된다.
또한, 제어 부재(76)가 제2 위치(도 10의 (c) 참조)에 있을 때에, 전달 해제 기구(75)에 회전력이 입력되고 있는 상태에서는, 작용부(32c)의 제1 작용부(32c1)는 제어 부재(76)의 제1 피작용부(76c)로부터 화살표 P2의 힘을 받고 있다. 힘 P2는, 현상 유닛(9)(현상 프레임)을 근접 위치를 향하여 가압하는 방향으로 작용한다. 그 때문에, 도 7의 (c)에 나타내는 바와 같이, 본체 이격 부재(80)가 현상 프레임(베어링 부재(45)의 힘 수용부(45a))으로부터 떨어졌을 때에는, 화살표 P2의 힘에 의해, 현상 유닛(9)(현상 프레임)이 근접 위치(도 7의 (a) 참조)를 향하여 이동하는 것이 어시스트된다.
또한, 카트리지(P)는, 현상 유닛(9)(현상 프레임)이 이격 위치(도 7의 (c))에 위치할 때에, 현상 프레임을 근접 위치를 향하여 소정의 가압력으로 가압하기 위한 보조 가압 스프링(96)을 갖는다. 이 보조 가압 스프링(96)의 가압력에 의해, 본체 이격 부재(80)가 현상 프레임(베어링 부재(45))으로부터 떨어졌을 때에는, 현상 유닛(9)(현상 프레임)이 근접 위치를 향하여 이동하는 것과, 접촉면(76b)과 피계지부(75d4)의 계합이 해제되는 것이 어시스트된다. 또한, 보조 가압 스프링(96)은, 현상 유닛(9)(현상 프레임)이 근접 위치(도 7의 (a))에 도달했을 때에는, 현상 유닛(9)에 가압력을 가하지 않도록 구성되어 있다.
즉, 현상 유닛(9)은, 이격 위치로부터 근접 위치를 향하여 이동을 시작하기 위해서는, 접촉면(76b)과 피계지부(75d4)의 계합이 해제하기 위해서 여분의 힘이 필요하게 되는 경우가 생각된다. 이에 가압 스프링(95)(도 4)만의 힘뿐만 아니라, 보조 가압 스프링(96)의 힘을 이용함으로써, 접촉면(76b)과 피계지부(75d4)의 계합을 해제하는 것을 어시스트하고 있다. 한편, 접촉면(76b)과 피계지부(75d4)가 해제되어서, 현상 유닛(9)이 근접 위치에 도달한 상태에서는, 가압 스프링(95)만의 힘으로, 현상 유닛(9)을 근접 위치에 보유지지할 수 있다. 그 때문에, 현상 유닛(9)에 가해지는 가압력이 과도하게 커지지 않도록 하기 위해, 보조 가압 스프링(96)이 현상 유닛(9)을 가압시키지 않도록 하고 있다.
또한, 본 실시예에서는, 전달 해제 기구(75)와, 상류측 전달 부재(74), 하류측 전달 부재(71)도 동축상(회동 축선 X 상)에 배치되어 있다. 전달 해제 기구(75)에 대한 구동력의 입력과 출력을 위한 구조를 간이화할 수 있다(도 8 참조).
또한, 상류측 전달 부재(74)에는 카트리지의 외부(즉, 화상 형성 장치 본체의 현상 구동 출력 부재(62))로부터 구동력이 입력되는 커플링부(구동 입력부(74b))가 마련되어 있다. 한편, 하류측 전달 부재(71)는, 전달 해제 기구(75)로부터 전달된 회전력을 현상 롤러(6)를 향하여 출력하기 위한 기어부(71g)(도 1 참조)를 갖는다. 즉, 하류측 전달 부재(71)는, 현상 롤러 기어(69)와 맞물리는 기어부(71g)를 갖는다. 구동 입력부(74b)도 회동 축선 X 상에 배치되어 있기 때문에, 현상 프레임이 회동하더라도 구동 입력부(74b)의 위치가 바뀌지 않는다. 현상 유닛(9)의 이동이 구동 입력부(74b)와 현상 구동 출력 부재(62)의 결합(커플링)에 영향을 미치는 것을 억제할 수 있다.
또한, 기어부(71g)는 경사 이빨(헬리컬 이빨)이며, 하류측 전달 부재(71)가 회전함으로써 하류측 전달 부재(71)에는 축선 방향으로 힘(하중 W)이 가해진다. 이 힘에 의해 전달 해제 기구(75)도 상류측 전달 부재(74)를 향하여 축선 방향으로 가압되어, 축선 방향에 있어서 전달 해제 기구(75)가 위치결정된다. 또한, 전달 해제 기구(75)는 입력 부재(입력 내륜(75a))와 출력 부재(75b)와, 그 양자에 휘감긴 코일 스프링(전달 스프링(75c))을 갖는다. 기어부(71g)에 의해 전달 해제 기구(75)에 가해지는 힘(하중 W)은, 출력 부재(75b)를 입력 내륜(75a)에 가압하도록 작용한다. 이 때문에 출력 부재(75b)와 입력 내륜(75a)이 확실하게 접촉한 상태가 유지된다. 이에 의해 출력 부재(75b)와 입력 내륜(75a)이 이격해서 그 사이에 전달 스프링(75c)의 일부가 끼이는 등이라고 한 사태가 일어나는 것을 억제할 수 있다. 특히 본 실시예에서는 입력 부재(75a)에도, 현상 구동 출력 부재(62)로부터 힘 U가 가해져 출력 부재(75b)에 가압되어 있어서, 출력 부재(75b)와 입력 내륜(75a)이 확실하게 접촉한 상태가 유지된다.
전술한 바와 같이, 전달 해제 기구(75)와, 상류측 구동 전달 부재(74), 하류측 전달 부재(71)는 동축상에 배치되며 이들은 도 1에 나타내는 화살표 J 방향으로 회전하도록 구성되어 있다. 전달 해제 기구(75)와, 상류측 구동 전달 부재(74), 하류측 전달 부재(71)가 회전력을 전달하고 있을 때에는, 이 화살표 J 방향으로 생기는 회전력에 의해, 현상 유닛(9)(현상 프레임)에 화살표 H 방향의 모멘트가 가해진다. 이 화살표 H 방향의 모멘트는, 현상 유닛(9)(현상 프레임)을 근접 위치(도 7의 (a))를 향하여 이동시키도록 작용한다. 전달 해제 기구(75) 등에 의해 전달되고 있는 회전력은, 현상 롤러(6)를 감광체(4)를 향하여 근접시키도록 작용하고, 감광체(4)에 대한 현상 롤러(6)의 근접을 어시스트하거나, 감광체에 대한 현상 롤러(6)의 근접 상태를 안정화하거나 할 수 있다.
또한, 본 실시예에서는, 현상 프레임을 이동 가능하게 지지하는 지지 부재는, 감광체(4)를 회전 가능하게 지지하는 감광체 지지 프레임(즉, 구동측 카트리지 커버(24), 비구동측 카트리지 커버(25), 클리닝 용기(26))이었다. 그리고 현상 프레임이 지지 부재에 대하여 이동함으로써 현상 롤러(6)와 드럼(감광체, 감광체 드럼)(4)의 거리가 변화되었다(도 7 참조). 그러나, 이러한 구성에 한정되는 것은 아니며, 예를 들면, 지지 부재가 드럼(4)을 지지하고 있지 않는 구성도 생각된다.
즉, 카트리지가 현상 롤러(6)나 전달 차단 기구(75)을 가지는 한편 드럼(4)을 가지고 있지 않는 경우도 있을 수 있다. 이러한 카트리지를 프로세스 카트리지 대신에 현상 카트리지라고 부르는 경우가 있다. 또한, 현상 카트리지 구성이 취해지는 경우에는, 드럼(4)은 현상 카트리지와는 상이한 카트리지로서 장치 본체(2)에 착탈 가능하게 구성되는 것이 생각된다. 이러한 경우, 드럼(4)을 갖는 카트리지의 쪽을 프로세스 카트리지라고 부르는 경우나, 또는 드럼 카트리지(감광체 카트리지)라고 부르는 경우가 있다. 드럼(4)은 카트리지화되지 않고 장치 본체(2)에 비치하는 경우도 생각된다.
또한, 본 실시예에 있어서, 전달 해제 기구(75)의 구성의 일례로서, 전달 스프링(75c)이 입력측 외경부(75a2)와 마찬가지로 출력 부재(75b)에 마련한 출력 부재 외경부(75b4)를 단단히 조이는 구성에 대해 설명하였다. 다른 형태로서는, 출력측 외경부(75b4)를 출력 부재(75b)와는 다른 부재로 구성해도 된다. 이때에는, 출력측 외경부(75b4)와 출력 부재(75b)가 일체적으로 회전하도록 양자가 연결되어 있으면 된다.
또한, 다른 형태로서의 일례에 대해 도 12의 (a) 내지 (d)를 이용하여 설명한다. 도 12의 (a) 및 도 12의 (b)는 다른 형태의 전달 해제 기구(75)를 분해한 상태이며, 도 12의 (a)는 구동측에서 본 사시도이며, 도 12의 (b)는 비구동측에서 본 사시도이다. 또한, 도 12의 (c)는 다른 형태의 전달 해제 기구(75)의 단면도이다.
전달 스프링(75c)은 입력 내륜(75a)을 동축상에서 계합하는 내주부(75c1)와, 제어환(75d)과 계합하는 선재의 일단측(75c2)은 타단측에 전달 계합단(75c6)을 갖는다. 출력 부재(75b)에는 전달 계합단(75c6)과 계합하는 전달 피계합부(75b6)가 마련되어 있고, 입력 내륜(75a)으로부터 전달 스프링(75c)으로 전달된 회전이 전달 계합단(75c6)과 전달 피계합부(75b6)의 계합에 의해, 출력 부재(75b)로 전달된다. 여기서, 전달 계합단(75c6)과 전달 피계합부(75b6)와의 계합부를 확대한 사시도를 도 12의 (d)에 나타낸다. 전달 피계합부(75b6)는 전달 계합단(75c6)의 선단부(75c7)가 위치하는 영역에 있어서, 축선 방향으로 단차 형상을 형성하고 있고, 전달 계합단(75c6)의 선단부(75c7)와 비접촉이 되는 단차부(75b7)를 가지고 있다.
구동력을 전달시키기 위한 구성에 대한 다른 형태에 대해 설명했지만, 구동력의 전달을 차단하는 점에 있어서는 실시예와 마찬가지이다. 즉, 제어환(75d)의 회전을 정지시킴으로써 전달 스프링(75c)은 입력 내륜(75a)으로부터의 느슨함이 발생하고, 입력 내륜(75a)으로부터의 구동력을 전달 스프링(75c)은 출력 부재(75b)에 전달하지 않게 된다.
전달 스프링(75c)은 선재를 나선 형상으로 감아서 형성되며, 단부를 구부려서 절단됨으로써 75c2 및 전달 계합단(75c6)이 만들어진다. 선재를 절단할 때에는, 선단부(75c7)에는 버(burr)가 발생할 수 있다. 이에 대하여, 선단부(75c7)와 비접촉이 되는 단차부(75b7)를 가짐으로써, 버가 존재한 경우에도 단차부(75b7)와의 접촉을 억제할 수 있다. 이에 의해, 제어환(75d)의 회전을 정지시켰을 때에, 전달 스프링(75c)이 입력 내륜(75a)에 대하여 느슨해지는 동작의 저항으로 되는 것을 방지할 수 있다.
<실시예 2>
다음으로, 다른 형태를 실시예 2로서 설명한다. 실시예 2에서는, 실시예 1에서 스프링 클러치로 한 전달 해제 기구를 다른 형태로 하고 있다. 그 때문에, 실시예 1과 설명이 중복하는 개소에 관해서는, 그 설명을 생략한다.
[현상 유닛의 구성]
도 13, 도 14를 이용하여, 본 실시예에 있어서의, 현상 유닛(109)의 구성을 나타낸다. 도 13은 본 실시예의 프로세스 카트리지를 구동측에서 본 분해 사시도이다. 도 13의 (a)는 현상 유닛(109) 전체를 나타내고, 도 13의 (b)는, 전달 해제 기구(클러치)(170)에 대해, 확대해서 나타내고 있다. 도 14는 본 실시예의 프로세스 카트리지를 비구동측에서 본 분해 사시도이다. 도 14의 (a)는 프로세스 카트리지 전체를 나타내고, 도 14의 (b)는 전달 해제 기구(170)에 대해, 확대해서 나타내고 있다.
본 실시예에 있어서, 제1 전달 부재(174), 제2 전달 부재(171), 제어환(175)이 각각 실시예 1의 상류측 전달 부재(74), 하류측 전달 부재(71), 제어환(75a)에 대응하는 구성이다. 단, 본 실시예에 있어서는, 이들 구조는 도 13에 나타내는 바와 같이 일부, 실시예 1과 다르므로, 이들 차이에 대해 특히 자세하게 설명한다.
또한, 상세한 것은 후술하지만, 본 실시예의 전달 해제 기구(170)는, 제1 전달 부재(제1 구동 전달 부재, 입력측 전달 부재, 클러치측 입력부, 입력 부재)(174), 제2 전달 부재(제2 구동 전달 부재, 출력측 전달 부재, 클러치측 출력부, 출력 부재)(171), 그리고 제어환(175)에 의해 구성된다. 현상 유닛(109) 중, 전달 해제 기구(170)를 제외한 구성에 대해서는, 실시예 1과 마찬가지이기 때문에, 그 설명을 생략한다.
[현상 유닛의 구동 구성]
도 13, 도 14를 이용하여 현상 유닛의 구동 구성에 대해 설명한다. 먼저, 개략에 대해 설명한다.
도 13의 (a)에 나타내는 바와 같이, 베어링 부재(45)와, 구동측 카트리지 커버 부재(24)의 사이에는, 베어링 부재(45)로부터 구동측 카트리지 커버 부재(24)를 향하여, 베어링 부재(45), 제2 구동 전달 부재(171), 제어환(175), 제1 전달 부재(174), 현상 커버 부재(32)가 마련되어 있다. 현상 커버 부재(32)를 제외한 이들 부재는 회전 가능하며, 현상 커버 부재(32)는 요동 가능하다. 이들 회전 축선 X는, 제1 전달 부재(174)와 거의 동일 직선 형상으로 마련되어 있다.
여기서, 전달 해제 기구(170)로서, 제1 전달 부재(174)의 회전을 제2 전달 부재(171)에 전달하는 경우와 차단하는 경우를, 제어환(175)에 의해 전환하는 구성에 대해, 도 10, 도 13, 도 14, 도 15, 도 16을 이용하여 상세하게 설명한다. 도 15는, 제1 전달 부재(174), 제2 전달 부재(171), 제어환(175)에 대해, 회전 축선 X를 지나는 면으로 절단한 단면도이다. 도 16은, 제1 전달 부재(174), 제2 전달 부재(171), 제어환(175)에 대해, 제2 전달 부재(171)의 구동 중계부(171a)의 위치를 지나 회전 축선 X에 직교하는 면을 절단면으로 하여, 구동측에서 본 단면도이다. 제어환(175)은, 사선의 해칭으로 나타내고 있다. 또한, 도 16의 (a)는, 제1 전달 부재(174)의 회전을 제2 전달 부재(171)에 전달하고 있는 상태를 나타내고 있다. 도 16의 (b), 도 16의 (c)는, 제1 전달 부재(174)의 회전을 제2 전달 부재(171)로 전달하는 것을 차단한 상태를 나타내고 있다. 도 16의 (b)는, 차단한 순간의 상태를 나타내고 있다. 도 16의 (d)는, 제1 전달 부재(174)의 회전을 제2 전달 부재(171)에 전달하고 있을 때의 힘의 상태를 나타내고 있다. 도 16의 (e)는, 제1 전달 부재(174)와 제2 전달 부재(171)의 회전 전달을 차단하는, 차단 동작중의 힘을 나타내고 있다. 도 16의 (f)는, 제1 전달 부재(174)의 회전을 제2 전달 부재(171)로의 전달의 차단중의 힘의 상태를 나타내고 있다. 도 16의 (g)는, 제1 전달 부재(174)의 회전을 제2 전달 부재(171)에 차단 상태로부터 전달로 동작시킬 때의 힘의 상태를 나타내고 있다.
전술한 바와 같이, 본 실시예에 있어서의 전달 해제 기구(170)는, 일례로서, 제1 구동 전달 부재(174)와, 제2 전달 부재(171)와, 제어환(175)으로 구성된다.
제1 전달 부재(174)는, 도 13의 (b), 도 14의 (b)에 나타내는 바와 같이, 대략 원통 형상이며, 구동 입력부(174b)와, 제어환 지지부(174c)와, 외경부(174d)와, 계합면(계합부, 구동 전달부)(174e)을 갖는다. 또한, 계합면(174e)은, 제어환 지지부(174c)로부터 반경 방향 내측으로의 오목 형상으로서 마련되어 있다.
제2 전달 부재(171)는, 도 13의 (b), 도 14의 (b)에 나타내는 바와 같이, 대략 원통 형상이며, 제1 전달부 지지부(171f)와, 내경부(171h)와, 구동 중계부(171a)를 갖는다. 구동 중계부(171a)는, 피계합면(구동력 수용부, 계합부)(171a1)과, 지지부(171a2)와, 피접촉면으로서의 피구동 차단면(171a3)과, 암부(171a4)를 갖는다.
피계합면(171a1)은 계합면(174e)과 계합하는 부분이다. 그 때문에 계합면(174e)과 피계합면(171a1)의 일방을 제1 계합부, 타방을 제2 계합부 등으로 부르는 경우가 있다. 구동 중계부(171a)는, 도 16에 나타내는 바와 같이, 일단을 지지부(고정단, 접속부)(171a2)로 하여 내경부(171h)에 고정되며(접속되며, 지지되며), 다른 일단을 자유단으로 하고 있다. 구동 중계부(171a)의 자유단의 근방에 피구동 차단면(피가압부, 가압력 수용부, 피보유지지부)(171a3)이나 피계합면(171a1)이 마련되어 있다. 피구동 차단면(171a3)과 피계합면(171a1)은 회전 방향에 있어서 반대측으로 향하고 있다. 피계합면(171a1)은 회전 방향 J의 상류측으로 향하고 있고, 비구동 차단면(171a3)은 회전 방향 J의 하류측으로 향하고 있다.
피계합면(171a1)은 구동 중계부(171a)에 마련된 볼록 형상(볼록부, 돌기부)의 일부이며, 구동 중계부(171a)에 외력이 가해지지 않는 자연 상태에 있어서, 이 볼록 형상은 반경 방향 내측으로 돌출되어 있다. 구동 중계부(171a)에 외력이 가해지지 않는 자연 상태에 있어서 피계합면(171a1)은, 전술한 계합면(174e)을 회전 축선 X로 회전시켰을 때의 회전 궤적보다 반경 방향 내측에 위치하고 있다.
또한, 구동 중계부(171a)는, 지지부(171a2)로부터 피구동 차단면(171a3)을 향하여, 회전 방향 J 하류측으로 연장된 형상으로 구성된다. 다른 표현을 하면, 구동 중계부(171a)는 자신의 자유단을 향하여 회전 방향 J의 하류측으로 연장되어 있다. 또한, 회전 방향 J란, 화상 형성 시에 있어서의 제2 전달 부재(171)의 회전 방향이다. 즉, 현상 롤러(6)를 도 4에 나타내는 화살표 E 방향으로 회전시키기 위한 제2 전달 부재(171)의 회전 방향이다.
도 16의 (d)에 나타내는 바와 같이, 피계합면(171a1)은, 반경 방향 내측을 향함에 따라 회전 방향 J 상류측을 향하여 각도 α1의 각도를 이루도록 돌출되는 경사면으로 설정되어 있다. 피구동 차단면(171a3)은, 반경 방향 외측을 향함에 따라 회전 방향 J 하류측을 향하여 각도 α2의 각도를 이루도록 돌출되는 경사면으로 설정되어 있다. 또한, 각도 α1과 각도 α2의 관계는 각도 α1 < 각도 α2로 되어 있다. 구동 중계부(171a)는 캔틸레버(cantilever)로서 구성된다. 즉, 구동 중계부(171a)는 고정단(지지부(171a2))으로부터 연장되는 암부(171a4)가 탄성 변형함으로써, 피계합면(171a1) 및 피구동 차단면(171a3)이 반경 방향으로 이동 가능하다.
제어환(175)은, 도 13의 (b), 도 14의 (b)에서 나타내는 바와 같이, 내경부(175a)와, 피계지면(175b)와, 접촉면으로서의 구동 차단면(가압부, 보유지지부)(175c)을 갖는다. 피계지면(175b)은, 실시예 1과 마찬가지의 형상으로서 마련되어 있다. 또한, 구동 차단부(175c)는, 회전 축선 X로부터 방사상으로 복수 개소 마련되어 있다.
도 15에 나타내는 바와 같이, 제2 전달 부재(171)는, 지지부(171f)에 의해 제1 전달 부재(174)의 외경부(174d)를 회전 축선 X 상에서 서로 회전 가능하게 지지한다. 그리고, 제1 전달 부재(174)는, 제어환 지지부(174c)에 의해 제어환(175)의 내경부(175a)를 회전 축선 X 상에서 회전 가능하게 지지한다. 또한, 도 16에 나타내는 바와 같이, 제어환(175)의 구동 차단면(175c)은, 구동 중계부(171a)의 피구동 차단면(171a3)의 회전 방향 J 하류측에서 인접하게 배치된다.
다음으로, 제1 전달 부재(174)로부터 제2 전달 부재(171)로의 회전의 전달과 차단의 전환에 대해 상세하게 설명한다. 본 실시예에 있어서도, 실시예 1과 마찬가지로 제어 부재(76)의 위치에 의해, 전달 해제 기구(170)를 제어한다. 즉, 제어 부재(76) 및 제어 부재(76)의 계지부(76b)는 전달 해제 기구(170)에 대하여 제1 위치(제1 제어 위치, 비계지 위치: 도 10의 (a) 참조)와 제2 위치(제2 제어 위치, 계지 위치: 도 10의 (b) 참조)를 이동 가능한 구성이다.
제어 부재(76)가 제1 위치에 있는 경우, 전달 해제 기구(170)는 제1 전달 부재(174)의 회전을 제2 전달 부재(171)에 전달한다. 제어 부재(76)가 제2 위치에 있는 경우, 전달 해제 기구(170)는 제1 전달 부재(174)의 회전을 차단하여 제2 전달 부재(171)에 회전을 전달하지 않는다.
또한, 제1 전달 부재(174)로부터 제2 전달 부재(171)로 회전을 전달하고 있는 상태를 구동 전달 상태라 하고, 제1 전달 부재(174)로부터 제2 전달 부재(171)로의 회전 전달을 차단하고 있는 상태를 구동 차단 상태라 한다. 또한, 구동 전달 상태로부터 구동 차단 상태로 옮겨가기 위한 동작을 구동 차단 동작으로 하고, 구동 차단 상태로부터 구동 전달 상태로 옮겨가는 동작을 구동 전달 동작이라 한다. 이들 상태 및 동작에 대해 순서대로 추후에 설명한다.
먼저, 구동 전달 상태에 대해 설명한다. 구동 전달 상태에서는 제어 부재(76)가 제1 위치이며, 제어 부재(76)는 제어환(175)과 접촉하지 않는다. 이것은 도 10의 (a)에 나타내는 상태에 상당한다(실시예 1의 제어환(75d)이 본 실시예의 제어환(175)에 상당한다).
도 16의 (a)는 구동 전달 상태에 있어서의 상태를 나타내고 있다. 구동 중계부(171a)의 피계합면(171a1)은, 제1 전달 부재(174)의 계합면(174e)에 계합하고 있다. 즉, 피계합면(171a1)은, 계합면(174e)의 회전 축선 X를 중심으로 한 회전 궤적 내에 있다. 이 상태에 있을 때의 피계합면(171a1)의 위치를 피계합면의 제1 위치(계합 위치, 제1 힘 수용부 위치, 제1 수용부 위치, 내측 위치)라고 부른다.
그리고, 제1 전달 부재(174)가 회전한 상태에 있어서, 피계합면(171a1)은 계합면(174e)에 의해 회전 방향 J로 회전력이 전달된다. 즉, 피계합면(171a1)은, 계합면(174e)으로부터 구동력(회전력)을 받기 위한 구동력 수용부이다. 또한, 계합면(174e)은 구동력을 부여하기 위한 구동력 부여부(구동력 전달부)이다. 또한, 계합면(174e)과 피계합면(171a1)은 서로 계합하는 계합부이다. 이들의 일방을 제1 계합부, 타방을 제2 계합부라고 부를 수도 있다.
계합면(174e)과 피계합면(171a1)이 계합했을 때의 힘의 전달 상태에 대해, 도 16의 (d)를 이용하여 설명한다. 구동 중계부(171a)의 피계합면(171a1)은, 계합면(174e)으로부터 반력(구동력, 회전력)(f1)을 받고 있다. 그리고, 반력 f1의 접선 방향 성분인 접선력 f1t에 의해, 구동 중계부(171a)가 회전 방향 J로 회전한다. 이에 의해, 제2 전달 부재(171)는 회전 방향 J로 회전한다. 또한, 피계합면(171a1)은, 전술한 바와 같이, 각도 α1을 가진 경사면 형상으로 되어 있다. 그 때문에, 반력 f1에 반경 방향 내측으로의 인입력(retraction force) f1r이 발생한다. 이 인입력 f1r에 의해, 구동 중계부(171a)는, 반경 방향 내측으로 이동하기 위해, 피계합면(171a1)과 계합면(174e)의 계합 상태가 안정된다. 그 결과로서, 제1 전달 부재(174)로부터의 구동 전달이 안정된다. 또한, 제어환(175)은 제어 부재(76)로부터 계지되지 않는 상태에 있어서는 실시예 1과 마찬가지로, 제1 전달 부재(174) 및 제2 전달 부재(171)와 일체적으로 회전하고 있다. 즉, 제어환(175)의 구동 차단면(175c)이 제2 전달 부재(171)의 피구동 차단면과 접촉하여 구동력을 받으므로, 제어환(175)은, 제1 전달 부재(174) 및 제2 전달 부재(171)와 동축상으로 회전한다(도 16의 (a) 참조). 이때, 제어환(175)은 제2 전달 부재(171)에 대하여 제1 위치(제1 회전 위치)에 있다고 부른다.
다음으로, 구동 전달 상태로부터 구동 차단 상태로 옮겨가기 위한 구동 차단 동작에 대해 실시예 1의 도 10의 (c), (d)를 이용하여 설명한다. 도 10의 (c), (d)에 있어서 도시되는 제어환(75d)이 본 실시예의 제어환(175)에 상당한다. 구동 차단 동작을 개시할 시에, 도 10의 (c) (d)에 나타내는 바와 같이, 제어 부재(76)의 계지부(76b)는, 제어환(175)의 피계지면(175b)(도면에 있어서의 피계지면(75d4)에 상당)을 계지한다. 즉, 제어 부재(76)는, 제어환(175)의 회전을 정지시키는 것이 가능한 제2 위치로 이동한다. 또한, 이때의 제어 부재(76)와 제어환(175)의 동작에 대해서는, 실시예 1의 제어 부재(76)와 제어환(75d)의 동작과 마찬가지이기 때문에, 상세한 설명을 생략한다.
다음으로, 제어환(175)의 회전이 규제되어 회전이 정지될 때의 동작에 대해, 도 16의 (a) (b) (e)를 이용하여 설명한다.
도 16의 (a)의 상태에 있어서, 제2 전달 부재(171)는, 제1 전달 부재(174)로부터 회전력이 전달되어 회전하고 있다. 한편, 도 16의 (b)에서는, 제어환(175)의 회전이 규제되어 정지하고 있기 때문에, 구동 중계부(171a)는, 제어환(175)에 대하여 회전 방향 J로 상대적으로 회전한다. 이에 의해, 구동 중계부(171a)의 피구동 차단면(가압력 수용부)(171a3)이, 중지되어 있는 제어환(175)의 구동 차단면(가압력 부여부, 가압부, 보유지지부)(175c)을 향하여 간다. 피구동 차단면(171a3)은 구동 차단면(175c)으로부터 일정한 반력(가압력) f2를 받고, 이 반력 f2에 의해 구동 차단 동작을 행한다. 즉, 피계합면(171a1)이 직경 방향 외향으로 이동함으로써, 계합면(174e)으로부터 이탈하고, 계합면(174e)과의 계합을 해제한다. 이때의 피계합면(171a1)의 위치를, 피계합면의 제2 위치(비계합 위치, 외측 위치, 제2 수용부 위치)라고 부른다. 또한, 이때, 제2 전달 부재(171)에 대한 제어환의 위치를, 제어환(175)의 제2 위치(제2 회전 위치, 제2 회전 부재 위치)라고 부른다.
이하, 이때의 구동 중계부(171a)의 힘의 상태에 대해, 도 16의 (e)를 이용하여 설명한다.
피계합면(171a1)에는, 구동 전달 상태의 때와 마찬가지로, 계합면(174e)으로부터 반력(구동력) f1을 받고, 접선력 f1t와 인입력 f1r이 발생한다. 그리고, 구동 중계부(171a)는, 접선력 f1t에 의해 회전 방향 J로 회전하려고 한다. 그러나, 제어환(175)이 제어 부재(76)로부터 계지되어 있는 상태에 있어서, 제어환(175)의 회전은 정지하고 있기 때문에, 제2 전달 부재(171)가 제어환(175)에 대하여 상대적으로 회전한다. 그 결과, 피구동 차단면(171a3)이 구동 차단면(175c)과 접촉하고, 구동 중계부(171a)는, 피구동 차단면(171a3)에서 구동 차단면(175c)로부터의 반력 f2를 받는다.
전술한 바와 같이, 피구동 차단면(171a3)은, 각도 α2를 가진 경사면 형상이기 때문에, 반경 방향 외측을 향하는 인발력(pulling force) f2r이 발생한다. 즉, 피구동 차단면(171a3)은, 구동 차단면(175c)으로부터 직경 방향 외측을 향한 성분(인발력 f2r)을 갖는 반력(가압력) f2를 받게 된다. 그리고, 각도 α1 < 각도 α2의 관계이기 때문에, 반경 방향 내측으로의 인입력 f1r보다 반경 방향 외측으로의 분력 f2r의 쪽이 크다.
따라서, 구동 중계부(171a)는, 피구동 차단면(171a3)과 구동 차단면(175c)의 사이에서, 피구동 차단면(171a3)을 따라 회전 방향 J 하류측으로의 미끄럼이 발생한다. 이 미끄럼에 의해, 피구동 차단면(171a3)은, 제어환(175)에 대하여 회전 방향 J로 δt1만큼 상대적으로 회전한다. 그 결과, 구동 중계부(171a)는, 반경 방향 외측으로 δr1만큼 탄성 변형한다. 이 미끄럼 동작이 계속됨으로써, 피계합면(171a1)은, 계합면(174e)의 회전 축선 X를 중심으로 한 회전 궤적 상으로부터 퇴피하고, 도 16의 (b)에서 나타내는 바와 같이 계합이 해제된 상태가 된다. 즉, 제어 부재(76)가 제2 위치에 있는 경우, 제어 부재(76)가 제어환(175)을 정지시킴으로써, 구동 중계부(171a)를 반경 방향 외측의 제2 위치로 이동시키고, 피계합면(171a1)과 계합면(174e)의 계합 상태를 해제한다.
그 결과, 전달 해제 기구(170)는 제1 전달 부재(174)의 회전을 차단하고, 제2 전달 부재(171)에 회전을 전달시키지 않는 구동 차단 상태로 전환된다.
다음으로, 구동 차단 상태에 대해 설명한다. 전술한 바와 같이, 구동 차단 상태에서는, 피계합면(171a1)이 계합면(174e)의 회전 축선 X를 중심으로 한 회전 궤적 상으로부터 퇴피하고, 피계합면(171a1)과 계합면(174e)의 계합이 해제된 상태를 유지하고 있다. 이때의 구동 중계부(171a)의 힘의 상태에 대해, 도 16의 (f)를 이용하여 설명한다. 구동 차단 상태에서는, 피계합면(171a1)은 구동 차단면(175c)과의 접촉에 의해, 반경 방향 외측의 제2 위치(제2 회전 위치)로 이동하고, 그 상태에 보유지지되어 있는 상태이다. 그 때문에, 구동 차단 상태에서는, 도 16의 (f)에 나타내는 바와 같이, 구동 중계부(171a)가 반경 방향 외측으로 이동한 것에 의한 탄성 변형의 상태로부터 원래의 위치로 회복하려고 하는 복원력(탄성력, 탄원 복원력) f3이 발생한다. 구동 중계부(171a)는, 지지부(171a2)가 내경부(171h)에 고정되어 있기 때문에, 복원력(탄성력) f3의 반경 방향 성분 f3r에 의해, 피구동 차단면(171a3)이 반경 방향 내측으로 이동하려고 한다. 그러나, 제어환(175)의 회전이 규제되어 정지하고 있기 때문에, 구동 중계부(171a)는, 구동 차단면(175c)으로부터의 반력 f4를 피구동 차단면(171a3)에서 받고, 위치가 규제된다. 이 균형 상태에 의해, 구동 차단 상태를 유지하는 것이 가능해진다.
마지막으로, 구동 차단 상태로부터 구동 전달 상태로 옮겨가는 구동 전달 동작에 대해 설명한다. 구동 전달 동작의 개시 시에, 제어 부재(76)는, 도 10의 (a)에서 나타내는 바와 같은, 제어환(175)의 회전을 허용하는 제1 위치로 이동한다. 또한, 이때의 제어 부재(76)의 동작에 대해서는, 실시예 1과 마찬가지이기 때문에, 설명을 생략한다. 다음으로, 제어환(175)의 회전의 규제가 해제되었을 때의 동작에 대해 설명한다. 구동 중계부(171a)는, 전술한 바와 같은 복원력 f3이 발생하고 있다. 이 복원력 f3에 의해, 피계합면(171a1)을 제1 전달 부재(174)의 계합면(174e)의 회전 축선 X를 중심으로 한 회전 궤적 내로 이동시켜, 구동 전달 상태가 된다. 이하, 상세하게 설명한다. 도 16의 (g)에 나타내는 바와 같이, 피구동 차단면(171a3)은, 복원력 f3의 반경 방향 성분 f3r에 의해, 반경 방향 내측으로 이동하려고 한다. 그 때문에, 피구동 차단면(171a3)은, 구동 차단면(175c)에 하중 f5를 가한다. 여기서, 제어환(175)은, 회전 방향 J로의 회전이 규제되어 있지 않기 때문에, 하중 f5의 접선 방향 분력 f5t에 의해, 구동 중계부(171a)에 대하여 회전 방향 J로 상대적으로 회전한다. 제어환(175)이 구동 중계부(171a)에 대하여 회전 방향 J로 상대적으로 회전하기 때문에, 계합면(171a1)은 나아가 반경 방향 내측으로 복원한다. 이 복원력 f3에 의한 이동에 의해 피계합면(171a1)이 계합면(174e)의 회전 축선 X를 중심으로 한 회전 궤적보다 반경 방향 내측으로 이동하면, 피계합면(171a1)은 계합면(174e)과 계합하고, 구동 전달 상태가 된다.
이상 설명한 바와 같이, 제어환(175)의 회전을 허용하는 상태와, 회전을 규제하여 정지시키는 상태간을 전환함으로써, 제1 전달 부재(174)의 회전을 제2 전달 부재(171)로 전달하는 경우와 차단하는 경우를 전환하는 것이 가능해진다.
본 실시예에서는 피계합면(구동력 수용부, 계합부)(171a1)이 직경 방향으로 진퇴 이동함으로써, 계합면(구동 전달부, 계합부)(174e)과의 계합과 그 해제를 전환하고 있다. 즉, 피계합면(171a1)이 계합면(174e)을 향하여 직경 방향 내측으로 진출 이동함으로써, 계합 및 구동력의 전달이 행해진다. 또한, 피계합면(171a1)이 계합면(174e)으로부터 직경 방향 외측으로 퇴피 이동함으로써 계합의 해제 및 구동력 전달의 차단이 행해진다. 제2 전달 부재(171)에 대하여 제어환(175)이 상대적으로 이동(회전)함으로써, 피계합면(171a1)이 상기한 바와 같이 이동한다.
또한, 피계합면(171a1)이 직경 방향으로 이동한다는 것은, 피계합면(171a1)의 이동 방향을 나타내는 벡터에 적어도 직경 방향의 성분이 포함된다고 하는 의미이며, 직경 방향 이외의 성분이 있어도 된다. 즉, 피계합면(171a1)이 직경 방향으로 이동함과 동시에, 그 이외의 방향(예를 들면, 회전 방향)으로도 이동하기도 한다. 즉, 피계합면(171a1)이 이동함으로써 회전 축선(회전 중심)으로부터의 거리가 바뀌면, 그것은 직경 방향의 이동이라고 간주할 수 있다.
상술한 바와 같이 도 16의 (a)와 같이, 피계합면(171a1)이, 계합면(174e)과 계합하여 구동력(회전력)을 받을 수 있는 위치를, 피계합면(171a1)의 제1 위치(제1 구동력 수용부 위치, 제1 수용부 위치, 내측 위치, 계합 위치, 전달 위치)라고 부른다. 또한, 이때에, 피계합면(171a1)에 대한 제어환(175)의 상대 위치(제2 전달 부재(171)에 대한 제어환(175)의 상대 위치)를, 제어환(175)의 제1 위치(제1 제어환 위치, 제1 회전 부재 위치, 제1 회전 위치, 비가압 위치, 전달 위치)라고 부른다. 제어환(175)은, 제1 위치에 있을 때에는, 피계합면(171a1)을 제1 위치에 위치시켜서, 피계합면(171a1)을 계합면(174e)과 계합한 상태로 시킨다. 이때, 제어환(175)은 피계합면(171a1)에 특히 작용하지 않는다. 이때에는, 피계합면(171a1)은 암부(171a4)에 의해 제1 위치에서 지지되어 있다.
한편, 도 16의 (b), (c)에 나타내는 바와 같이, 피계합면(171a1)이, 계합면(174e)과의 계합을 해제하여 구동력(회전력)을 받지 않는 위치(또는 구동력의 수취가 제한되는 위치)를, 피계합면(171a1)의 제2 위치(제2 구동력 수용부 위치, 제2 수용부 위치, 비계합 위치, 외측 위치, 비전달 위치)라고 부른다. 또한, 이러한 때에, 피계합면(171a1)에 대한 제어환(175)의 상대 위치(제2 전달 부재(171)에 대한 제어환(175)의 상대 위치)를, 제어환(175)의 제2 위치(제2 제어환 위치, 제2 회전 부재 위치, 제2 회전 위치, 가압 위치, 비전달 위치)라고 부른다. 제어환(175)은, 제2 위치에 있을 때에는, 피계합면(171a1)을 제2 위치에 위치시켜서, 피계합면(171a1)을 계합면(174e)으로부터 이탈(퇴피)시킨다. 즉, 제어환(175)은, 피계합면(171a1)에 가압력을 가함으로써, 암부(171a4)의 탄성력에 대항하여, 피계합면(171a1)을 직경 방향 외측으로 이동시킨다. 즉, 암부(171a4)가 탄성 변형함으로써 피계합면(171a1)이 직경 방향 외측으로 이동한다.
피계합면(171a1)은 제1 위치(도 16의 (a))로부터 제2 위치(도 16의 (b), (c))로 이동함으로써, 회전 축선 X로부터 멀어진다. 즉, 피계합면(171a1)의 제2 위치는, 피계합면(171a1)의 제1 위치보다 회전 축선 X로부터 먼 위치이다.
[본 실시예의 구성과 작용]
본 실시예에 있어서, 전달 해제 기구의 다른 형태에 대해 설명하였다. 전달 해제 기구(170)에 의한 회전 전달·차단을 제어하기 위한 제어 부재(76)의 구성은 실시예 1과 마찬가지이며, 동일한 효과를 얻을 수 있다. 즉, 현상 유닛(9)의 회동 각도에 대하여, 제어 부재(76)와 전달 해제 기구(75)의 위치 관계를 안정되게 유지할 수 있음으로써, 확실하게 구동의 전달 및 차단을 전환할 수 있다. 이에 의해, 현상 롤러(6)의 회전 시간의 제어의 편차를 적게 할 수 있다.
또한, 인용 문헌 1이나 실시예 1에서는 스프링 클러치를 채용하고 있었다. 스프링 클러치는 구동 전달이 차단될 때에도 부하를 발생한다. 예를 들면, 실시예 1에서 개시한 스프링 클러치인 전달 해제 기구(75)는, 회전의 전달이 차단되어 있을 때에는, 입력 내륜(75a)과 전달 스프링(75c)이 미끄럼 마찰됨으로써, 제1 전달 부재(74)에 미끄럼 토크가 발생한다.
이에 대하여, 본 실시예에서 설명한 전달 해제 기구(170)에 의해 회전이 차단되어 있을 때에는, 구동 중계부(171a)를 반경 방향 외측으로 퇴피 이동시켜, 피계합면(171a1)과 계합면(174e)의 계합 상태를 해제한다. 그 때문에, 구동 차단 시에 있어서의 제1 전달 부재(174)의 미끄럼 토크를 저감시키는 것이 가능하다.
그러한 한편, 실시예 1에 있어서는, 전달 스프링(75c)이 회전축에 대하여 직교하는 반경 방향으로 조인 상태와 느슨해진 상태간을 전환함으로써, 입력 내륜(75a)과의 구동 전달·차단을 전환하고 있다. 이 전달 스프링(75c)의 조임과 느슨함에 의한 전달 스프링(75c)의 변형량은, 본 실시예에 있어서의 피계합면(구동력 수용부)이 직경 방향으로 진퇴 이동으로 하는 이동량과 비교하면 작다. 실시예 1의 클러치는 응답성이 높다고 하는 장점이 있다.
또한, 직경 방향으로 구동 중계부(171a)나 피계합면(171a1)을 이동시켜, 구동의 전달과 차단을 전환하고 있다. 즉, 회전 축선 X와 피계합면(171a1)의 거리를 바꾸도록 피계합면(171a1)이 움직임으로써, 상기 전환을 행하고 있다. 이에 의해, 회전 축선 방향에 대하여 구동 차단 기구의 소형화가 가능해진다. 즉, 구동의 전달과 차단을 전환할 때에 피계합면(171a1) 등을 축선 방향으로 움직일 필요가 없다. 만일, 피계합면(171a1) 등이 직경 방향뿐만 아니라 축선 방향으로도 움직이더라도, 축선 방향의 이동 거리는 작게 할 수 있다. 그 때문에, 구동 차단 기구의 축선 방향의 폭을 크게 취할 필요가 없다.
[다른 형태(변형예)]
본 실시예에서는, 전달 해제 기구(170)에서는, 제1 전달 부재(174)가, 카트리지의 외부로부터 구동력을 받기 위한 커플링부(174a)를 가지고 있었다. 또한, 제2 전달 부재(171)가, 현상 롤러 기어(69)에 맞물리기 위한 기어부(171g)를 가지고 있었다. 그러나, 이러한 구성에 한정되는 것은 아니다.
도 17에 본 실시예의 변형예로서 전달 해제 기구(185)를 나타낸다. 전달 해제 기구(185)는, 상류측 전달 부재(커플링 부재)(184)와, 제1 전달 부재(183)와, 제어환(182)과, 제2 전달 부재(181)와, 하류측 전달 부재(전달 기어)(180)를 가지고 있다. 즉, 제1 전달 부재(174)가, 상류측 전달 부재(184)와 제1 전달 부재(183)의 2개의 부재로 나뉘어져 있다. 또한, 제2 전달 부재(174)가, 하류측 전달 부재(180)와 제2 전달 부재(180)의 2개의 부재로 나뉘어져 있다. 이 경우, 제2 전달 부재(181)는, 그 볼록부(18lb)를 하류측 전달 부재(180)의 홈부(오목부)(180a)에 계합시키고 있고, 제2 전달 부재(181)와 하류측 전달 부재(180)는 일체적으로 회전할 수 있게 되어 있다. 또한, 제2 전달 부재(181)가 홈(오목부)을 가지며, 하류측 전달 부재(180)가 볼록부를 가지고 있어도 된다.
또한, 제1 전달 부재(183)는, 그 홈부(183a)를 상류측 전달 부재(184)의 볼록부(184c)에 계합시켜, 제1 전달 부재(183)와 상류측 전달 부재(184)가 일체적으로 회전할 수 있도록 한다. 또한, 제1 전달 부재(183)가 볼록부를 가지며, 하류측 전달 부재(184)가 홈(오목부)이어도 된다.
상류측 전달 부재(184)와 제1 전달 부재(183)는 일체적으로 회전하도록 서로 연결되어 있으므로, 본 변형예와 같은 구성에 있어서 상류측 전달 부재(184)를 제1 전달 부재(183)의 일부로 간주해도 된다. 이 경우에는, 상류측 전달 부재(184)는 제1 전달 부재(183)와 함께 전달 해제 기구(클러치)(185)의 입력 부재(입력측 전달 부재, 클러치 입력부)를 구성한다.
마찬가지로, 하류측 전달 부재(180)와 제2 전달 부재(181)는 일체적으로 회전하도록 서로 연결되어 있으므로, 하류측 전달 부재(180)를 제2 전달 부재(181)의 일부로 간주해도 된다. 이 경우, 하류측 전달 부재(180)는 제2 전달 부재(181)와 함께 전달 해제 기구(185)의 출력 부재(클러치측 출력부, 출력측 전달 부재)를 구성한다.
또한, 본 실시예에서는, 볼록 형상인 구동 중계부(171a)의 피계합면(171a1)이, 오목 형상인 제1 구동 전달 부재(174)의 계합면(174e)과 계합하는 구성으로 하였다. 즉, 일방이 볼록부이며 타방이 오목부인 계합이었다. 단, 양자의 계합의 구조는 이로 한정되지 않는다. 예를 들면, 도 18의 (b)에 나타내는 바와 같이, 구동 중계부(1711a)의 피계합면(1711a1)이 오목 형상이며, 제1 구동 전달 부재(1741)의 계합면(1741e)이 볼록 형상이어도 되고, 도 18의 (a)에 나타내는 바와 같이, 쌍방 모두 볼록 형상으로 되어 있어도 된다. 즉, 회전 방향에 대하여, 각각이 계합할 수 있는 구성이면 된다.
또한, 도 18의 (b)에 나타내는 제2 구동 전달 부재(1711)가 갖는 각 부분(1711g, 1711a2, 1711a)은, 각각 제2 구동 전달 부재(1711)의 부분(171g, 171a 2, 171a)에 대응한 구성이며 상세한 설명은 생략한다.
본 실시예에서는, 구동 중계부(171a)의 피계합면(171a1)은, 제1 전달 부재(174)의 계합면(174e)에 대하여 반경 방향 내측으로 계합하는 구성으로 했지만, 이것에 한정되지 않는다. 예를 들면, 도 18의 (c)에 나타내는 바와 같이, 구동 중계부(1712a)의 피계합면(구동력 수용부)(1712a1)은, 제1 전달 부재(1742)의 계합면(1742e)에 대하여 반경 방향 외측으로 계합해도 된다. 이 경우, 제2 전달 부재(1712)에 원통 외경부(1712i)를 마련하고, 구동 중계부(1712a)의 지지부(1712a2)를 외주부(원통 외경부)(1712i)에 고정하게 된다.
피계합면(구동력 수용부)(1712a1)은 직경 방향 외측의 제1 위치로 진출 이동함으로써 제1 전달 부재에 계합하고, 직경 방향 내측의 제2 위치로 퇴피 이동함으로써 제1 전달 부재(1742)로부터 이탈한다. 즉, 본 변형예에서는, 지금까지 설명한 구조와는 다르고, 제1 위치(계합 위치)는, 제2 위치(비계합 위치)보다 축선으로부터 먼 위치이다.
본 실시예에서는, 도면 상에서는 구동 중계부(171a)나 피계합면(구동력 수용부)의 수를 3개로 하고 있지만, 이것에 한정되지 않는다. 구동 중계부(171a)나 피계합면의 수는 복수가 아니고 단수(1개)라도 된다. 또는 3 이외의 복수라도 된다(즉, 2개여도 되고, 4개 이상이어도 된다). 스페이스에 따라 적절히 선택할 수 있다.
본 실시예에서는, 도면 상에서는, 제1 전달 부재(174)의 계합면(174e)의 수는 3개로 구동 중계부(171a)의 수와 동일한 수로 하고 있지만, 이것에 한정되지 않는다. 예를 들면, 제1 전달 부재(174)의 계합면(174e)의 수가 3개인 경우, 제1 전달 부재(174)의 계합면(174e)의 수는, 3개, 6개, 9개 … 로, 정수배라면 바람직하고, 스페이스에 따라 적절히 선택할 수 있다.
본 실시예에서는, 구동 중계부(171a)는, 그 일단(171a2)이 고정된 캔틸레버의 구성이며, 암부(171a4)가 탄성 변형하는 구성이었지만, 이것에 한정되지 않는다.
예를 들면, 도 19에 나타내는 바와 같이, 제2 전달 부재(1713)가 직경 방향이동을 행하는 슬라이드 부재(구동력 수용 부재, 구동 중계부)(1713a)와 그 슬라이드 이동을 가이드하기 위한 가이드부를 가지고 있어도 된다.
슬라이드 부재(1713a)는 피계합면(1713a1)을 가지고 있고, 슬라이드 부재(1713a)는 탄성 변형 가능한 코일 스프링(지지부, 탄성부)(1713a4)에 의해 가압 및 지지되어 있다. 코일 스프링(1713a4)은, 피계합면(1713a1)이 직경 방향의 내측의 제1 위치에 있도록 슬라이드 부재(1713a)를 지지하지만, 직경 방향으로 줄어들 수 있다. 이 경우, 제어환(175)이 제2 구동 전달 부재(1713)에 대하여 상대 회전함으로써, 코일 스프링(1713a1)이 반경 방향으로 신축하고, 피계합면(1713a1)이 반경 방향으로 이동 가능하게 된다. 그리고, 피계합면(1713a1)과 제1 구동 전달 부재(174)의 계합면(174e)은, 서로 계합 가능한 구동 전달 상태(도 19의 (a)), 및 서로의 계합이 해제된 구동 차단 상태(도 19의 (b))로 전환될 수 있다. 즉, 피계합면(1713a1)은, 직경 방향의 외측을 향하여 퇴피한 제2 위치(도 19의 (b))로 이동할 수 있다.
또한, 도 20에 나타내는 바와 같은 구동 중계부(1714a)는, 양단을 지지부(고정부)(1714a2)로서 고정되고, 반경 방향 내측으로 돌출된 활꼴 형상이어도 된다. 이 경우, 제어환의 상대 회전에 의해, 구동 중계부(1714a)가 반경 방향 외측을 향하여 돌출되도록 변형되어, 피계합면(1714a1)이 반경 방향으로 이동 가능해진다. 그리고, 피계합면(1714a1)과 제1 전달 부재(1744)의 계합면(1744e)은, 서로 계합 가능한 구동 전달 상태(도 20의 (a)), 및 서로의 계합이 해제된 구동 차단 상태(도 20의 (b))로 변화된다. 이와 같이, 제어환(175)의 상대 회전에 의해, 구동 중계부(171a)의 피계합면(171a1)이 반경 방향으로 이동하는 구성이라면 된다.
또한, 구동 중계부(171a)에는, 탄성 변형을 유지하기 위해 스프링성의 금속이어도 되고, 암부(171a4)에 스프링성의 금속이 인서트 형성된 것이어도 된다. 스프링성을 유지 가능하다면, 수지 재료를 이용해도 된다.
또한, 제어환(175)의 회전을 규제하는 수단인 제어 부재(76)는, 실시예 1과 동일한 형태를 일례로서 설명했지만, 이것에 제한하지 않는다. 예를 들면, 제어 부재(76)는 솔레노이드에 의해 제어 가능한 구성으로 해도 되고, 일본특허공개 제2001-337511호에서 나타내는 바와 같은 링크 기구와 같은 구성으로 해도 된다. 또한, 제어 부재(76)는, 현상 카트리지(109)가 아니라, 화상 형성 장치(1)에 마련하고 있어도 된다.
<실시예 3>
실시예 2는, 구동 차단 기구나 그것에 관계되는 부분을 구성하는 부품에 변형이나, 부품 간의 여유(느슨함, 간극) 등이 작은 경우에 특히 유효한 구성이다. 한편, 각 부품에 상기 변형 등이 큰 경우에는, 후술하는 과제가 발생할 가능성이 있다. 본 실시예는 그러한 경우에, 바람직한 구성이다.
먼저, 상기 변형이나 여유 등이 큰 상태의 과제를 도 21을 이용하여 설명한다. 제어환(175)에 변형이 큰 경우와, 제2 전달 부재(171)에 회전 방향의 여유(느슨함)이 큰 경우, 2개의 상태에 대해 각각 설명한다.
먼저, 제어환(175)에 변형이 발생하는 경우의 과제에 대해, 도 21을 이용하여 설명한다. 도 21의 (a)는, 구동 차단 상태에서의 제2 전달 부재(171)와 제어환(175)의 힘의 상태를 나타내고 있다. 또한, 도 21의 (b)는, 제어환(175)의 변형을 나타낸 도면이다. 구동 차단 상태에 있어서, 제어환(175)의 구동 차단면(175c)은, 구동 중계부(171a)의 탄성 변형으로부터의 복원력 f3에 의한 하중 f5를 받고 있다(도 16의 (f) 참조). 이때, 제어환(175)은 강성이 부족하면, 하중 f5의 접선력 f5t에 의해 회전 방향 J 방향으로의 변형이 발생한다. 이에 대해서 도 21의 (b)를 이용하여 설명한다. 도 21의 (b)에 있어서, 제어환(175)은 변형전의 형상을 실선으로 나타내고, 변형후의 형상을 이점쇄선으로 나타내고 있다. 구동 차단 상태에서의 제어환(175)은, 피계지면(175b)이 규제되어 있기 때문에, 회전 방향 J로의 회전이 규제되어 있다. 이때, 구동 차단면(175c)에는 접선력 f5t가 발생하고 있기 때문에, 제어환(175)에 피계지면(175b)을 지점으로 한 회전 방향 J로의 비틀림이 발생한다. 이 비틀림 변형에 의해, 제어환(175)의 구동 차단면(175c)은 구동 중계부(171a)에 대하여 회전 방향 J로 상대 회전한다. 이에 의해, 제어환(175)이 변형한 양만큼 구동 중계부(171a)는 반경 방향 내측으로 이동하게 된다. 그 결과, 피계합면(171a1)의 일부는, 계합면(174e)의 회전 궤적 상에 이동하여 계합하게 된다. 즉, 실시예 2에서 설명한 바와 같은, 구동 전달 동작이 발생한다. 그러나, 제어환(175)은 회전이 규제되어 정지하고 있기 때문에, 구동 차단 동작이 개시하고, 다시 구동 차단 상태가 된다. 그 후에도, 마찬가지 이유로, 구동 전달 동작과 구동 차단 동작을 반복하는 상황이 된다. 이러한 상황이 되면, 회전력의 전달이 불안정해지는 경우가 있다.
다음으로, 구동 중계부(171a)나 피계합면(171a1)을 갖는 제2 전달 부재(171)에 회전 방향 J로의 여유가 큰 경우의 과제에 대해, 도 21의 (a)를 이용하여 설명한다. 여유가 발생하는 예로서, 제2 전달 부재(171)와 맞물리는 현상 롤러 기어(69)(도 13의 (a) 참조)와의 백래시(backlash)를 들 수 있다.
실시예 2에서 설명한 바와 같이, 구동 차단 동작에 있어서는, 구동 중계부(171a)에 반력(가압력) f4가 발생하고 있다(도 16의 (f) 참조). 이 반력 f4의 접선 방향 분력 f4t에 의해, 구동 중계부(171a)에 회전 방향 J와는 역방향으로 회전시키려고 하는 역회전력 T4가 작용한다. 이때, 제2 전달 부재(171)가 큰 여유를 가지고 있으면, 역회전력 T4에 의해, 구동 중계부(171a)는 회전 방향 J와는 역방향으로의 회전이 발생한다(이하, 역회전이라고 기술함). 그리고, 제2 전달 부재(171)의 역회전에 의해, 제어환(175)은, 구동 중계부(171a)에 대하여 회전 방향 J로 상대 회전한다. 이후 발생하는 현상에 대해서는, 제어환(175)에 변형이 발생한 경우와 마찬가지이기 때문에, 설명은 생략한다.
또한, 제2 전달 부재(171)와 현상 롤러 기어(69)(도 21의 (a)에 도시하지 않음)의 사이의 여유(백래시)가 작은 경우라도, 제2 전달 부재(171)에 역회전이 발생하는 경우가 있다. 제2 전달 부재(171)에 연결되어 있는 구동 전달 경로의 하류측에 있는 기어 열의 회전 부하(토크)가 작은 경우에는, 제2 전달 부재(171)는 역회전력 T4에 의해 하류측의 기어 열과 함께 역회전한다. 이에 의해, 제어환(175)은, 구동 중계부(171a)에 대하여 회전 방향 J로 상대 회전하고, 동일한 현상이 발생한다.
실시예 3은 이러한 과제를 발생한 경우에 해결하는 수단이며, 실시예 2를 발전시킨 구성이다. 이하, 상세하게 설명하지만, 실시예 2와 내용이 중복되는 개소에 대해서는, 그 설명을 생략한다.
[현상 유닛의 구동 구성]
구동 연결 기구의 부품 구성에 대해서는, 실시예 2와 마찬가지이기 때문에, 그 설명을 생략한다.
본 실시예에서는, 전달 해제 기구(270)의 일부와 제어 부재(176)가 실시예 1 및 실시예 2와 다르다. 또한, 본 실시예에 있어서의 전달 해제 기구(270)는, 제1 전달 부재(274)와, 제어환(275)과, 제2 전달 부재(271)로 구성되어 있다.
다음으로, 제1 전달 부재(274)의 회전을 제2 전달 부재(271)에 전달 차단하는 동작, 및 제어환(275)의 제2 전달 부재(271)에 대한 회전 방향 J로의 상대 회전을 규제하는 동작에 대해, 도 22, 도 23을 이용하여 설명한다. 도 22는 본 실시예에 관한 전달 해제 기구의 분해 사시도이며, 구동측 방향에서 본 도면이다.
도 23의 (a) 내지 (d)는, 제1 전달 부재(274), 제2 전달 부재(271), 제어환(275), 제어 부재(176)를 나타내고 있다. (a) 내지 (d)의 각각에 있어서, 카트리지의 구동측을 본 도면과, 제2 전달 부재(271)의 구동 중계부(271a)의 위치를 통하여 회전 축선 X에 직교하는 면을 절단면으로 한 단면도를 나타내고 있다. 이것은 구동측에서 본 단면이다.
도 22, 도 23에 나타내는 바와 같이, 전달 해제 기구(270)는, 제1 전달 부재(274)와, 제2 전달 부재(271), 제어환(275)에 의해 구성된다.
제1 전달 부재(274)는, 구동 입력부(274b)와, 제어환 지지부(274c)와, 외경부(274d)와, 계합면(274e)을 갖는다.
제2 전달 부재(271)는, 도 22, 도 23에 나타내는 바와 같이, 제1 전달부 지지부(도시하지 않음)와, 내경부(271h)와, 구동 중계부(271a)와, 규제 리브(271k)를 갖는다. 구동 중계부(271a)는, 피계합면(271a1)과, 지지부(271a2)와, 피구동 차단부(271a3)와, 암부(271a4)를 갖는다. 또한, 구동 중계부(271a)의 구성은 실시예 2와 마찬가지이기 때문에, 설명을 생략한다. 규제 리브(271k)는, 회전 방향 J 상류측에 피계지면(271k1)을 가지며, 피규제부(271k1)에 대향하는 대향면(271k2)을 갖는다.
제어환(275)은, 도 22에 나타내는 바와 같이, 내경부(275a)와, 피계지면(275b)과, 구동 차단부(275c)와, 가이드부(덮개부, 커버부, 보호부)(275d)를 갖는다. 가이드부(275d)는, 피계지면(275b)의 대략 동일 반경 상에서 회전 방향 J 상류측을 향하여 연장된 리브이며, 회전 방향 J 하류측의 계지면(275b)을 마련하고 있다. 또한, 가이드부(275b)는, 반경 방향 내측에는 일정한 공간(275e)이 마련되어 있다. 또한, 가이드부(275b)의 자유단인 선단부(275f)는, 반경 방향에 대하여 탄성 변형 가능하다.
또한, 제어환(275)의 회전을 제어하는 제어 부재(176)에 대해서는, 도 23에 나타내는 바와 같이, 계지부(176b)의 대향부에 규제부(176g)를 가지고 있다. 다른 제어 부재(176)의 구성에 대해서는, 실시예 1, 실시예 2와 마찬가지이기 때문에, 설명을 생략한다.
제1 전달 부재(274)와, 제2 전달 부재(271)와, 제어환(275)의 지지 구성에 대해서는, 제2 실시예와 마찬가지이기 때문에, 그 설명을 생략한다. 제2 전달 부재(271)의 규제 리브(271k)와, 제어환(275)의 피계지면(275b)과 가이드부(275d)와, 제어 부재(176)의 계지부(176b)와 규제부(176g)는, 대략 동일 단면 상에 배치된다. 도 23의 (a)에 나타내는 바와 같이, 규제 리브(271k)는, 가이드부(275d)의 반경 방향 내측에 배치된다. 또한, 피규제부(271k1)는, 피계지면(275b)의 회전 방향 J 하류측에서 인접하여 배치된다. 그리고, 대향면(271k2)은, 반경 방향 외측을 가이드부(275d)로 덮여 있다. 또한, 제1 전달 부재(274)의 계합면(274e)과, 제어환(275)의 구동 차단면(275c)과, 제2 전달 부재(271)의 구동 중계부(271a)의 배치는, 실시예 2와 마찬가지이기 때문에, 설명을 생략한다.
다음으로, 본 실시예에 있어서의, 제1 전달 부재(274)로부터 제2 전달 부재(271)로의 회전의 전달과 차단의 전환에 대해, 도 23을 이용하여 상세하게 설명한다. 본 실시예에서는, 구동 전달 상태, 구동 차단 동작, 구동 차단 상태, 상대 회전 규제 동작, 상대 회전 규제 상태, 구동 전달 동작이 행해진다. 상대 회전 규제 동작이란, 구동 차단 상태 중에 여유나 변형에 의해, 제어환(275)이 구동 중계부(271a)에 대하여 회전 방향 J로의 상대 회전을 규제하기 위한 동작이다. 또한, 상대 회전 규제 상태란, 구동 차단 상태 중에, 제어환(275)이 구동 중계부(271a)에 대하여 회전 방향 J로의 상대 회전이 규제된 상태이다. 또한, 그 밖의 동작 및 상태에 대해서는, 실시예 2와 마찬가지이다. 또한, 도 23의 (a)는, 구동 전달 상태를 나타내고 있다. 도 23의 (b)는, 구동 차단 동작이 개시하는 순간을 나타내고 있다. 도 23의 (c)는, 구동 차단 동작이 완료하여 구동 차단 상태가 되고, 상대 회전 규제 동작이 개시하는 순간을 나타내고 있다. 도 23의 (d)는, 상대 회전 규제 동작이 완료하고, 상대 회전 규제 상태를 나타내고 있다.
구동 전달 상태 및 구동 차단 동작에 대해서는, 실시예 2와 마찬가지이기 때문에, 그 설명을 생략한다.
다음으로, 상대 회전 규제 동작에 대해, 도 23의 (c)를 이용하여 설명한다. 상대 회전 규제 동작은, 구동 차단 상태 후, 제어환(275)의 역회전 동작과, 제2 전달 부재(271)의 역회전 규제 동작의 2개의 동작이 행해진다. 제어환(275)의 역회전 동작은, 제어환(275)을 회전 방향 J와 역방향으로 회전시켜 구동 중계부(271a)를 나아가 반경 방향 외측으로 이동시키는 동작이다. 제2 전달 부재(271)의 역회전 규제 동작은, 전술한 제2 전달 부재(271)의 여유 등으로 발생하는 역회전을 방지하는 동작이다. 이하 상세하게 설명한다.
먼저, 제어환(275)의 역회전 동작에 대해 설명한다. 도 23의 (c)에서 나타내는 구동 차단 상태로부터 제어 부재(176)를 나아가 L1 방향으로 회동 동작시킨다. 이에 의해, 제어 부재(176)의 계지부(176b)는 제어환(275)의 피계지면(피계지부)(275b)에 힘을 부여한다. 이 힘에 의해, 제어환(275)은, 제2 전달 부재(271)에 대하여 역회전 방향 -J으로 상대 회전(역회전)한다. 이때의 구동 중계부(271a)의 힘의 상태에 대해, 도 24를 이용하여 설명한다. 도 24는, 길이 방향에 있어서, 제2 전달 부재(271)의 구동 중계부(271a)의 위치를 통하여 회전 축선 X에 직교하는 면을 절단면으로 하여, 구동측에서 본 단면도이다. 또한, 도 24는, 전술한 바와 같이, 제어환(275)이 제2 전달 부재(271)에 대하여 역회전 방향 -J로 상대 회전시켰을 때의 힘의 상태를 나타내고 있다. 전술한, 제어환(275)이 제2 전달 부재(271)에 대하여 역회전 방향 -J으로 상대 회전되면, 구동 차단면(275c)은 피구동 차단면(271a3)에 힘을 가한다. 즉, 피구동 차단면(가압력 수용부)(271a3)에는, 구동 차단면(257c)으로부터 반력(가압력) f7을 받는다. 여기서, 피구동 차단면(271a3)은, 실시예 2와 마찬가지로 각도 β2를 가진 경사면 형상이다. 그 때문에, 반력 f7에는 반경 방향 외측으로의 분력 f7r이 발생한다. 이 분력 f7r에 의해, 구동 중계부(271a)는, 피구동 차단면(271a3)에 따라 회전 방향 J 하류측으로의 미끄럼이 발생한다. 이에 의해, 구동 중계부(271a)는, 나아가 반경 방향 외측으로 변형하여 이동한다. 그 결과, 구동 중계부(271a)와 제1 전달 부재(274)의 사이에 간극 γ이 생긴다. 이에 의해, 실시예 3의 서두에서 설명한 바와 같이, 구동 중계부(271a)가 변형 등에 의해 반경 방향 내측으로 이동한 경우에 있어서도, 그 영향을 없애거나, 또는 작게 할 수 있다.
다음으로, 제2 전달 부재(271)의 역회전 동작을 억제하기 위한 역회전 규제 동작에 대해 설명한다. 도 23의 (d)에서 나타내는 바와 같이, 제어 부재(176)의 회동 동작이 진행하면, 제어 부재(176)의 규제부(역회전 규제부)(176g)가 제2 전달 부재(271)의 피규제부(271k1)에 접촉하는 위치가 된다. 이에 의해, 제2 전달 부재(271)는, 역회전 방향 -J로의 회전이 규제(저지 또는 억제)된다. 이에 의해, 실시예 3의 서두에서 설명한 바와 같은, 제2 전달 부재(271)가 여유 등에 의해 역회전 방향 -J로의 회전이 발생하는 바와 같은 구성이어도, 제2 전달 부재(271)에 역회전은 발생하지 않는다. 즉, 구동 중계부(271a)의 반경 방향 내측에의 이동이 발생하지 않게 된다.
이상 설명한 바와 같이, 제어 부재(176)에 의해, 제어환(275)의 역회전 동작과 제2 전달 부재(271)의 역회전 규제(역회전 저지, 역회전 억제) 동작이 행해진다. 이에 의해, 제어환(275)과 제2 전달 부재(271)의 사이의 상대 회전이 규제(저지 또는 억제)된 상태가 되고, 구동 전달 상태와 구동 차단 상태의 반복으로 되는 바와 같은 불안정한 상태가 되는 것을 억제할 수 있다.
제1 전달 부재(274)로부터 제2 전달 부재(271)로의 회전이 차단된 상태로부터 전달되는 동작에 대해서는, 실시예 2와 마찬가지이기 때문에, 그 설명을 생략한다.
또한, 본 실시예의 제어환(275)은, 실시예 2와는 달리 가이드부(275d)를 구비하므로, 그 역할에 대해 설명한다. 가이드부(275d)는 규제 리브(271k)의 일부를 덮음으로써, 제어 부재의 계지부(176b)가 제2 전달 부재(271)의 규제 리브(271k)의 회전을 중지하지 않도록 하는 것이다.
우선은 설명을 위해, 가이드부(275d)를 갖는 제어환(275)의 비교예로서, 도 25에, 가이드부(275d)를 갖지 않는 제어환(2750)을 나타낸다. 도 25는, 제1 전달 부재(274), 제2 전달 부재(271), 제어환(2750), 제어 부재(176)에 대해, 구동측 방향에서 본 도면이다. 도 25의 (a)는 구동 전달 상태를 나타내고 있다. 또한, 도 25의 (b)는 제어 부재(176)의 규제부(176g)가 규제 리브(271k)의 대향면(271k2)과 계합한 상태를 나타내고 있다. 도 25의 (a)에 나타내는 바와 같은 구동 전달 상태로부터 구동 차단 동작을 개시하기 위해서는, 전술한 바와 같이, 제어 부재(176)를 L1 방향으로 회동시켜, 제어환(2750)의 회전을 계지부(176b)에 의해 피계지면(2750b)에 접촉시켜 정지시키면 된다. 그러나, 제어 부재(176)의 L1 방향으로의 회동을 개시하는 타이밍에 따라서는, 도 25의 (b)에 나타내는 바와 같이, 계지부(176b)가 대향면(271k2)과 계합하는 경우가 있다. 이때, 제2 전달 부재(271) 및 제어환(2750)은 회전이 정지되지 않고, 회전 방향 J로 계속해서 회전하기 때문에, 정지하고 있는 제어 부재(176)에 대하여 간섭해 버린다. 이상이, 가이드부를 마련하지 않는 경우의 과제이다.
다음으로, 제어환(275)에 가이드부(275d)를 마련한 경우에 대해, 도 25의 (c)를 이용하여 설명한다. 도 25의 (c)는, 제어 부재(176)의 계지부(176b)가 제어환(275)의 가이드부(275d)에 접촉한 상태를 나타내고 있다. 구동 전달 상태(도 23의 (a) 참조)로부터 계지부(176b)가 대향면(271k2)과 계합하는 타이밍(즉, 도 25의 (b)와 같은 타이밍)에서, 제어 부재(176)가 L1 방향으로 회동한 것으로 한다. 이 경우, 대향면(271k2)이 가이드부(275d)와 회전 방향에서 오버랩하고 있기 때문에, 도 25의 (c)에 나타내는 바와 같이, 계지부(176b)가 가이드부(275d)에 접촉하게 된다. 이에 의해, 제어 부재(176)가 L1 방향으로의 회전이 규제되기 때문에, 계지부(176b)와 대향면(271k2)의 계합을 방지할 수 있다. 그리고, 제어환(275)은 회전 방향 J로 계속해서 회전하기 때문에, 결국, 도 23의 (b)에 나타내는 바와 같은, 계지부(176b)가 피계지면(275b)과 접촉한 상태가 된다. 즉, 어떤 타이밍에 제어 부재(176)를 L1 방향으로 회전하기 시작하더라도, 확실하게 계지부(176b)를 피계지면(275d)에 접촉시키는 것이 가능해진다. 이에 의해, 제어환(275)의 회전이 규제되어 정지하기 때문에, 구동 차단 동작이 개시한다.
즉, 가이드부(275d)가 제2 전달 부재(271)의 일부를 덮고 있기 때문에, 제어 부재(176)가 제2 전달 부재(271)의 회전을 중지하는 일이 없다. 가이드부(275d)는 제어 부재(176)로부터 제2 전달 부재(271)를 보호하는 보호부로 간주할 수도 있다.
또한, 실시예 1에서 설명한 바와 같이, 현상 유닛을 이격 위치로 이동시키는 동작에 의해, 제어 부재(176)를 L1 방향으로 회전시키고 있다(도 7에 나타내는 제어 부재(76)를 참조). 계지부(176b)가 가이드부(275d)에 접촉한 상태에 있어서도, 현상 카트리지의 이격 동작은 진행하고, 제어 부재(176)는 L1 방향으로 더욱 회전하려고 한다. 그 때문에, 계지부(176b)와 가이드부(275d)의 사이의 마찰력이 증가한다. 이에 대해서는, 전술한 바와 같이, 가이드부(275d)의 선단부(275f)가 반경 방향으로 휘게 하는 구성으로 하고 있기 때문에, 마찰력 증가를 저감 가능하다. 예를 들면, 가이드부(275d)를 탄성적으로 변형이 가능한 수지 등으로 구성하면 된다.
이상 설명한 바와 같이, 제어환(275)에 가이드부(275d)를 마련함으로써, 확실하게 계지부(176b)를 피계지면(275b)에 접촉시켜, 제어환(275)의 회전을 규제해 정지하는 것이 가능해진다.
이상 설명한 바와 같이, 본 실시예는, 실시예 2에서 발생할 수 있는 가능성이 있는 과제를 해결하기 위한 형태이며, 실시예 2를 발전시킨 것이다. 적용하는 프로세스 카트리지의 구성에 맞추어, 실시예 2의 형태라든지, 실시예 3의 형태를 선택하면 된다.
<실시예 4>
다음으로, 다른 형태를 실시예 4로서 설명한다. 실시예 1에 있어서 전달 해제 기구(75)로서 스프링 클러치를 이용한 예를 설명했지만, 실시예 4에서는 다른 형태의 전달 해제 기구(475)를 이용한 구동 연결부의 구성에 대해 설명한다. 또한, 실시예 1 또는 실시예 2, 3과 설명이 중복되는 개소에 관해서는, 그 설명을 생략한다.
[구동 연결부의 구성]
도 26, 도 27 및 도 28을 이용하여, 실시예 4에 있어서의 구동 연결부의 개략 구성에 대해 설명한다.
베어링 부재(445)와 현상 커버 부재(32)의 사이에는, 전달 하류측 전달 부재(전달 기어)(471), 제2 전달 부재(477), 회전 부재로서의 제어환(475d), 입력 내륜(475a), 부하 스프링(475c), 제1 전달 부재(제1 구동 전달 부재, 커플링 부재)(474)가 마련되어 있다. 이들 부재는 동일한 회전 축선 X 상(동일 직선상)에 마련되어 있다. 즉, 이들 부재가 회전할 때의 축선은 실질적으로 일치한다.
본 실시예에 있어서의 전달 해제 기구(475)는, 제2 전달 부재(477), 제어환(475d), 입력 내륜(475a), 부하 스프링(탄성 부재)(475c), 제1 전달 부재(474)에 의해 구성된다. 현상 유닛(409) 중, 하류측 전달 부재(471)와 전달 해제 기구(475)를 제외한 구성에 대해서는, 실시예 1과 마찬가지이기 때문에, 그 설명을 생략한다.
이하에서는, 도 28, 도 29, 도 30을 이용하여 각 부재에 대해 상세하게 설명한다. 도 28의 (a) 내지 (c)를 이용하여 상세하게 설명한다. 도 28의 (a) 및 도 28의 (b)는 전달 해제 기구(475)를 분해한 상태이며, 도 28의 (a)는 구동측에서 본 분해 사시도이며, 도 28의 (b)는 비구동측에서 본 분해 사시도이다. 또한, 도 28의 (c)는 전달 해제 기구(475)의 회전 축선 X를 지나는 면으로 절단한 단면도이다. 또한, 도 29, 도 30은 구동 연결부를 나타내는 하나의 단면이며, 단면 내에는 하류측 전달 부재(471), 제2 전달 부재(477), 제어환(475d), 제1 전달 부재(474)를 표시하고 있다. 도 29의 (a)는 구동 차단 상태를 나타내고 있고, 도 30의 (b)는 구동 전달 상태를 나타내고 있다. 또한, 도 29의 (b)는 구동 전달 동작 및 구동 차단 동작에 있어서의 하나의 상태를 나타내고 있고, 도 30의 (a)는 구동 전달 동작 및 구동 차단 동작에 있어서의 다른 하나의 상태를 나타내고 있다. 또한, 이하에서 설명하는 부품의 형상에는 복수 개소에 대략 동일 형상이 회전 축선 X를 중심으로 방사상으로 균등한 간격으로 배치되어 있는 것이 있지만, 도면 중에 있어서는, 대표하여 1 군데에만 부호를 나타내고 있다.
제1 전달 부재(474)는 현상 커플링 부재이며, 그 축선 방향의 일단에, 카트리지의 외부(즉, 화상 형성 장치 본체)로부터 구동력이 입력되는 구동 입력부(커플링부)(474b)가 마련되어 있다. 제1 전달 부재(474)의 축선 방향의 타단측에는 원통 형상인 타단측 피지지부(474k)가 마련되어 있다. 제1 전달 부재(474)는 전달 해제 기구(클러치)(475)에 입력되는 구동력을 받기 위한 입력 부재(클러치측 입력부, 입력측 전달 부재)이기도 한다.
또한, 제1 전달 부재(474)는 회전 계합부(474a), 일단측 피지지부(474c), 일단측 제어환 지지부(이하, 지지부)(474d), 내륜 지지부(474e), 타단측 제어환 지지부(이하, 지지부)(474f), 구동 전달 계합부(474g)를 갖는다. 또한, 내륜 지지부(474e), 지지부(474f)는 동일 직경 동축상에 위치하고 있다.
구동 전달 계합부(474g)는 구동 전달면(474h)과 외주부(474j)와 퇴피부(474k)를 갖는다. 구동 전달 계합부(474g)는 제2 전달 부재(477)와 계합하고, 구동을 전달하는 기능을 담당하기 때문에, 구동 전달 계합부(474g)의 상세에 대해서는 제2 전달 부재(477)와 함께 설명한다.
다음으로, 입력 내륜(475a)은 내륜 내경부(475a1)와, 내륜 외경부(475a2)와, 회전 피계합부(475a3)와, 입력측 단면(475a4)과, 출력측 단면(475a5)을 갖는다.
부하 스프링(475c)은 제1 전달 부재(474) 측에서 볼 때 화살표 J 방향이며, 축선 방향에 있어서는 N 방향을 향하여 나선 형상으로 감겨, 내주부(475c1)를 형성하고, 선재의 일단측에 선재 계합단(475c2)을 갖는다. 본 실시예에 있어서의 부하 스프링(475c)은 실시예 1에 있어서의 전달 스프링(75c)과는 역방향으로 감겨져 있다.
제어환(475d)은, 내경측에 일단측 지지부(475d1)와, 타단측 지지부(475d2)와, 부하 스프링단 계지부(475d3)와, 외경부에 있어서 반경 방향으로 돌출된 복수의 피계지부(475d4)를 갖는다. 또한, 제어환(475d)은 단부에 있어서 부분적인 원환 리브 형상의 구동 연결 제어부(이하, 제어부)(475d5)를 가지고 있고, 내경측의 면인 구동 연결면(475d6)과, 외경측의 면인 제2 전달 부재 지지면(475d7)을 가지고 있다. 또한, 제어부(475d5)의 두께, 즉, 구동 연결면(475d6)으로부터 제2 전달 부재 지지면(475d7)의 거리를 두께 t라고 정의한다. (구체적으로는 두께 t는 1.5mm로 설정되어 있다). 제어부(475d5)는 회전 축선 X를 중심으로 하여 원주방향으로 균등한 간격으로 복수 개소에 배치되어 있다. 본 실시예에서는 3군데 배치(120°간격, 대략 등간격)되어 있다.
전달 해제 기구(475)를 구성하는 부품의 관계에 대하여 상세하게 설명한다. 먼저, 제1 전달 부재(474)와 입력 내륜(475a)의 관계에 대해 설명한다. 도 28의 (c)에 나타내는 바와 같이, 입력 내륜(475a)은 내륜 내경부(475a1)에 있어서, 제1 전달 부재(474)의 내륜 지지부(474e)에 의해, 회전 축선 X에 있어서 동축상에 회전 가능하게 지지되어 있다. 또한, 도 28의 (b)에 나타내는 회전 계합부(474a)와 회전 피계합부(475a3)가 계합함으로써, 제1 전달 부재(474)의 회전을 입력 내륜(475a)에 전달할 수 있고, 제1 전달 부재(474)와 입력 내륜(475a)은 일체적으로 회전한다. 따라서, 입력 내륜(475a)을 제1 전달 부재(474)의 일부로 간주할 수도 있다.
다음으로, 부하 스프링(475c)에 대해 설명한다. 도 28의 (a)에 나타내는 바와 같이, 부하 스프링(475c)의 내주부(475c1)의 자연 상태에 있어서의 내경 H1은 입력 내륜(475a)의 내륜 외경부(475a2)의 외경 H2보다 작게 설정되어 있고, 압입된 상태로 회전 축선 X에 있어서 동축상에 배치되어 있다. 본 실시예에 있어서의 부하 스프링(475c)은 실시예 1에 있어서의 전달 스프링(75c)과는 역방향으로 감겨져 있다. 그 때문에, 입력 내륜(475a)이 화살표 J 방향으로 회전한 경우에는, 부하 스프링(475)의 선재 휘감김이 느슨해지는 방향으로 작용한다. 즉, 부하 스프링(475c)과 입력 내륜(475a)은 소위 토크 리미터(torque limiter)로서 작용한다. 즉, 소정의 토크까지는 입력 내륜(475a)은 부하 스프링(475c)과 일체적으로 회전하고, 소정 이상의 토크가 발생한 경우에는, 입력 내륜(475a)은 부하 스프링(475)에 대하여 상대적으로 회전할 수 있다.
이어서, 제어환(475d)에 대해 설명한다. 도 28의 (a) 내지 도 28의 (c)에 나타내는 바와 같이, 제어환(475d)은 제1 전달 부재(474) 및 부하 스프링(475c)에 대하여, 회전 축선 X에 있어서 동축상이며, 부하 스프링(475c)보다 반경 방향 외측에 배치되어 있다. 구체적으로는, 일단측 제어환 피지지부(이하, 피지지부)(475d1) 및 타단측 제어환 피지지부(이하, 피지지부)(475d2)가 제1 전달 부재(474)의 지지부(474d) 및 지지부(474f)에 의해 회전 가능하게 지지되어 있다. 또한, 제어환(475d)의 부하 스프링단 계지부(475d3)는 부하 스프링(475c)의 선재 계합단(475c2)과 계합하고 있다.
즉, 입력 내륜(475a)과 부하 스프링(475)에 의해, 제1 전달 부재(474)는 제어환(475d)과 연결되어 있다. 본 실시예에서는 실시형태의 일례로서, 제1 전달 부재(474), 입력 내륜(475a), 부하 스프링(475c), 제어환(475d)을 유닛화하고, 조립하기 쉽도록 하고 있다.
다음으로, 도 29의 (a)를 이용하여 제2 전달 부재(477)에 대해 설명한다. 제2 전달 부재(477)는, 제1 전달 부재(474)로부터 구동력이 전달되는 전달 부재이다. 또한, 제2 전달 부재(477)는, 구동 전달 해제 기구(클러치)(475)로부터 외부에 구동력을 출력하기 위한 출력 부재(출력측 전달 부재, 클러치측 출력부)이다.
제2 전달 부재(477)는 외경부(477a)와 내경부(477b)로 이루어지는 원통 형상부(477c)와, 구동 중계부(477d)와, 구동 전달 계합부(477e)를 갖는다. 구동 중계부(477d)는 지지부(477f)와, 암부(477g)와, 구동력 수용면으로서의 피계합면(477h)과, 피구동 연결면(477j) 및 도입면(477k)을 갖는다.
또한, 지지부(477f)는 구동 중계부(477d)의 일단측으로서 내경부(477b)와 접속하는 접속부이다. 즉, 구동 중계부(477d)는, 그 고정단(지지부477f)으로부터, 암부(477g)가 회전 방향 J 하류측으로 연장되어 있고, 자유단 측의 반경 방향 내측에는 피계합면(477h), 자유단 측의 반경 방향 외측에는 피구동 연결면(477j)이 설치되어 있다. 또한, 도입면(477k)은 반경 방향 외측에 있어서, 구동 중계부(477d)의 피구동 연결면(477j)과 암부(477g)를 연결하는 경사면이다. 이와 같이 구동 중계부(477d)는 지지부(477f)를 지점으로 한 캔틸레버이다.
구동 중계부(477d)는 대략 동일 형상이며 복수 개소에 배치되어 있고, 본 실시예에서는 일례로서, 제2 전달 부재(477)의 원주방향으로 균등한 간격으로 3군데 배치(120°간격, 대략 등간격)되어 있다. 피계합면(477h)의 형상은 부분적으로 원호 형상을 가지고 있다. 구동 중계부(477d)가 다른 부품으로부터 힘을 받고 있지 않는 자연 상태에 있어서, 3군데의 피계합면(477h)에 대하여 가상적으로 내접원 R1을 그렸을 때의 직경을 d1이라고 한다.
여기서, 제1 전달 부재(474)에 있어서의 구동 전달 계합부(474g)의 상세에 대해 설명한다. 도 29의 (a)에 나타내는 바와 같이, 구동 전달 계합부(474g)는 구동 전달면(474h)과 외주부(474j)와 퇴피부(474k)를 가지고 있다.
다음으로, 외주부(474j)는 삼각 기둥의 외접원 R0의 일부로서 그 직경을 d0이라고 한다. 직경 d0과 전술한 직경 d1의 관계는 d0≤d1인 것이 바람직하다. 즉, 제1 전달 부재(474)에 있어서의 3군데의 구동 전달면(474h)이 형성하는 외접원 R0보다, 제2 전달 부재(477)에 있어서의 3군데의 피계합면(477h)이 형성하는 내접원 R1의 쪽이 크다. 또한, 도 29의 (a)에 나타내는 구동 중계부(477d)가 다른 부품으로부터 힘을 받고 있지 않는 자연 상태에 있어서, 내경부(477b)와 피구동 연결면(477j)과의 사이에는 간극 s0이 마련되어 있다. d0≤d1인 경우, 간극 s0과, 제어환(475d)에 있어서의 제어부(475d5)의 두께 t와의 관계는 s0 < t로 하고 있다.
다음으로, 하류측 전달 부재(471)의 상세 구성을 설명한 후에, 제2 전달 부재(477)와 전달 해제 기구(475)의 관계에 대해 설명한다.
도 26, 도 27에 나타내는 바와 같이, 하류측 전달 부재(전달 기어)(471)는 실질적으로 원통 형상이다. 하류측 전달 부재(471)는 일단측의 원통의 외주부에 있어서 원통부(471e)를 가지며, 현상 커버 부재(432)의 내경부(32q)와 계합하고 있다. 또한, 타단측의 원통의 외주부에 있어서는 피베어링부(471d)를 가지며, 베어링 부재(445)의 제1 베어링부(445p)(원통 내주면)와 계합하고 있다. 즉, 하류측 전달 부재(471)는, 베어링 부재(445)와 현상 커버 부재(432)에 의해, 그 양단을 회전 가능하게 지지되어 있다. 실시예 1에 있어서는 피베어링부(71d)와 베어링 부재(45)의 제1 베어링부(45p)가 원주 외주면에서 서로 계합하고 있었지만, 본 실시예에 있어서는 내주와 외주를 역전시키고 있다. 어느 구성에 있어서도 실시 가능하다.
게다가, 하류측 전달 부재(471)에는 단면 플랜지(471f), 기어부(471g1), 기어부(471g2), 기어부(471g3)가 마련되어 있고, 하류측 전달 부재(471)는 복수의 기어와 연결하여, 복수의 부품에 대하여 구동을 전달시키는 것이 가능하다.
구체적으로는, 도 27에 나타내는 바와 같이, 하류측 전달 부재(471)의 기어부(471g1)는 현상 롤러 기어(469)와 맞물림으로써 현상 롤러(6)를 회전시킨다. 또한, 기어부(471g2)는 도 2에 나타나 있는 토너 공급 롤러(33)의 단부에 마련된 토너 공급 롤러 기어(433)에 대하여 구동을 전달한다. 토너 공급 롤러(33)는, 현상 롤러(6) 상에 토너를 공급함과 함께, 현상되지 않고 현상 롤러(17) 상에 잔류한 토너를 현상 롤러(6) 상에서 떼어 내는 작용을 한다. 또한, 기어부(471g3)는 현상 프레임의 내부에 수용된 토너를 교반시키기 위한 토너 교반 부재에 대하여 구동을 전달한다. 여기서, 기어부(471g1, 471g2, 471g3)는 헬리컬 기어이며, 기어의 맞물림에 의해 화살표 M 방향으로 스러스트 하중 W를 받도록 기어의 비틀림각을 설정하고 있다. 이 스러스트 하중 W에 의해, 단면 플랜지(471f)가 현상 커버 부재(32)의 부딪힘면(32f)에 접촉하고, 하류측 전달 부재(471)는 축선 방향의 위치가 정해진다.
도 28의 (c)에 나타내는 바와 같이, 하류측 전달 부재(471)는 원통 내부에 있어서, 제1 전달 부재(474)를 지지하기 위한 타단측 원통 지지부(471h), 및 제2 전달 부재(477)의 외경부(477a)를 지지하는 외경 지지부(471a)를 갖는다. 또한, 하류측 전달 부재(471)는 길이 방향 규제 단면(471c)을 가지며, 제2 전달 부재(477)의 축선 방향 위치를 규제한다. 제2 전달 부재(477)는 축선 방향에 있어서, 하류측 전달 부재(471)의 길이 방향 규제 단면(471c)과 제어환(475d)의 사이에 배치된다.
상술한 바와 같이, 하류측 전달 부재(471)는, 베어링 부재(445)와 현상 커버 부재(432)에 의해, 그 양단을 회전 가능하게 지지되어 있다. 이에 대하여, 제1 전달 부재(474)는 일단측에서, 일단측 피지지부(474c)를 현상 커버 부재(432)에 의해 지지되어 있고, 타단측에서, 하류측 전달 부재(471)의 타단측 원통 지지부(471h)에 의해, 타단측 피지지부(474k)가 지지되어 있다. 즉, 제1 전달 부재(474)는 현상 커버 부재(432)와 하류측 전달 부재(471)에 의해, 그 양단을 회전 가능하게 지지되어 있다.
또한, 하류측 전달 부재(471)는 도 26에 나타내는 원통 내부에 마련된 외경 지지부(471a)로부터 반경 방향으로 방사상으로 연장되는 피계합 리브(47lb)를 가지며, 도 30의 (b)에 나타내는 바와 같이, 제2 전달 부재(477)의 구동 전달 계합부(477e)와 계합한다. 피계합 리브(47lb)는 제2 전달 부재(477)가 회전했을 때에 하류측 전달 부재(471)에 구동력을 전달하는 것이 가능해진다. 즉, 계합 리브(47lb)는 구동력을 받기 위한 구동력 수용부이다. 또한, 상기한 바와 같이 하류측 전달 부재(471)는, 제2 전달 부재(477)와 일체적으로 회전하도록 제2 전달 부재(477)에 연결되어 있으므로, 하류측 전달 부재(471)를 제2 전달 부재(477)의 일부로 간주할 수도 있다.
이어서, 도 29의 (a)에 나타내는 제2 전달 부재(477)의 원통 형상부(477c)에 배치되는 부품에 대하여 설명한다. 제2 전달 부재(477)에 있어서의 구동 중계부(477d)의 내경측에는 제1 전달 부재(474)의 구동 전달 계합부(474g)가 배치되어 있다. 그에 대하여, 제2 전달 부재(477)의 내경부(477b)와 구동 중계부(477d)의 사이에는 제어환(475d)의 원환 리브 형상의 제어부(475d5)가 배치된다. 제어부(475d5)에 마련된 제2 전달 부재 지지면(475d7)은 제2 전달 부재(477)의 내경부(477b)에 대하여 회동 가능하게 감합 지지하고 있다. 또한, 본 실시예에 있어서, 구동 중계부(477d)와 제어부(475d5)는 각각 3군데 설치되어 있지만, 각각이 상대 가능하게 되도록 배치되어 있다.
제어환(475d)은 제2 전달 부재(477)에 대하여 회전 축선 X를 중심으로 상대적으로 이동 가능하며, 구동 차단 상태와 구동 전달 상태에 따라, 제어환(475d)과 제2 전달 부재(477)의 상대 위치가 전환된다.
이하에서는, 도 29 내지 도 31을 이용하여, 전달 해제 기구(475)와 제2 전달 부재(477)의 관계를 상세하게 설명한다. 게다가, 구동 차단 상태, 구동 전달 동작, 구동 전달 상태 및 구동 차단 동작 등 각 상태나 동작에 대하여 제어환(475d)과 제2 전달 부재(477)의 위치 관계에 대해 설명해 간다.
[구동 차단 상태 1]
도 29의 (a)에 구동 차단 상태에 있어서의 하나의 상태를 나타낸다. 구동 차단 상태에서는 제어환(475d)의 구동 연결면(475d6)은 피구동 연결면(477j)으로부터 퇴피한 상태이며, 구동 연결면(475d6)은 구동 중계부(477d)와 비접촉이다. 구동 연결면(475d6)이 구동 중계부(477d)로부터 퇴피한 상태에 있어서는, 구동 중계부(477d)는 제어환(475d)으로부터 힘을 받고 있지 않는 상태이다. 그 때문에, 구동 중계부(477d)에 있어서의 3군데의 피계합면(477h)이 형성하는 내접원 R1은 직경 d1이다.
이에 대하여, 구동 전달 계합부(474g)의 외주부(474j)에 있어서의 직경 d0과의 관계는 d0≤d1이다. 그 때문에, 제2 전달 부재(477)의 피계합면(구동력 수용부, 제2 계합부, 피계합부)(477h)은 제1 전달 부재(474)의 구동 전달면(구동 전달부, 제1 계합부)(474h)과 계합하지 않는 상태이다. 이때의 피계합면(477h)의 위치를 피계합면(477h)의 제2 위치(제2 구동력 수용부 위치, 제2 수용부 위치, 비계합 위치)라고 부른다. 또한, 이때의 제어환(475d)의 위치를 제어환(475d)의 제2 위치(제2 회전 부재 위치, 제2 회전 위치, 차단 위치, 비전달 위치, 비보유지지 위치)라고 부른다.
이때, 제2 전달 부재(477)는, 제1 전달 부재(474)와 계합하지 않고, 제1 전달 부재(474)로부터 구동력을 받지 않는 상태이다. 전달 해제 기구(클러치)(475)는, 제1 전달 부재(474)의 회전력이 제2 전달 부재(477)에 전달되는 것을 차단하고, 하류측 전달 부재(471)나 현상 롤러(6)에 회전을 전달시키지 않는 구동 차단 상태가 된다.
[구동 전달 동작]
이어서, 구동 차단 상태로부터 구동 전달 상태로 옮겨가는 구동 전달 동작에 대해 설명한다.
도 29의 (b)는 구동 전달 상태로부터 구동 차단 상태로 옮겨가는 구동 차단 동작의 하나의 상태를 나타내고 있다.
구동 전달 동작의 개시 시에, 제어 부재(76)는, 도 10의 (a)로 나타내는 바와 같은, 제어환(475d)의 회전을 허용하는 제1 위치(비계지 위치)로 이동한다. 또한, 도 10의 (a)에 나타내는 제어환(75d)이 본 실시예의 제어환(475d)에 상당한다. 또한, 이때의 제어 부재(76)의 동작에 대해서는, 실시예 1과 마찬가지이기 때문에, 설명을 생략한다. 제어 부재(76)가 제1 위치인 경우, 제어환(475d)에 대하여 제어 부재(76)는 접촉하지 않는 상태이며, 제어환(475d)의 회전을 허용한다.
이 상태에 있어서, 제1 전달 부재(474)가 구동력을 받아서 도 28의 (a)에 나타내는 바와 같이 화살표 J 방향으로 회전하면, 제어환(475d)도 회전한다. 이것은 전술한 바와 같이 입력 내륜(475a)과 부하 스프링(475c)이 제1 전달 부재(474)를 제어환(475d)에 연결하고 있고, 이들이 제1 전달 부재(474)로부터 제어환(475d)에 구동력을 전달하기 때문이다.
입력 내륜(475a)과 부하 스프링(475c)은 토크 리미터로서 작용하고 있다. 제어환(475d)을 회전하기 위한 토크가 소정의 크기 이하라면, 토크 리미터는 제어환(475d)을 제1 구동 전달 부재(474)와 일체적으로 회전시킨다.
이 때문에, 구동 전달 동작이 개시하면, 정지하고 있는 제2 전달 부재(477)에 대하여, 제1 전달 부재(474)와 일체적으로 회전하는 제어환(475d)은, 제2 전달 부재(477)에 대하여 상대적으로 회전하기 시작한다. 도 29의 (a)에 나타내는 구동 차단 상태 1에 있어서, 제어환(475d)의 구동 연결면(475d6)은 구동 중계부(477d)와 비접촉의 상태로부터 회전이 진행하고, 구동 연결면(475d6)은 제2 전달 부재(477)의 도입면(477k)과 접촉하기 시작한다. 도입면(477k)은 구동 중계부(477d)의 피구동 연결면(477j)과 암부(477g)를 연결하는 경사면이며, 구동 연결면(475d6)은 도입면(477k)과 접촉하면서 회전 방향 J 방향으로 회전을 진척시켜 간다. 제어부(475d5)는 도입면(477k)과의 접촉 위치 T42에 있어서, 도입면(477k)에 대하여 힘 f42를 발생시킨다.
여기서, 제2 전달 부재(477)의 구동 중계부(477d)는 지지부(477f)를 지점으로 한 캔틸레버이다. 구동 중계부(477d)의 자유단 측인 도입면(477k)이 접촉 위치 T42에 있어서 구동 연결면(475d6)으로부터 힘 f42를 받음으로써, 구동 중계부(477d)에는 굽힘 모멘트 M42가 발생한다. 이에 의해, 구동 중계부(477d)에는 지지부(477f)를 지점으로 한 반경 방향 내측으로의 휨이 발생하고, 구동 중계부(477d)는 탄성 변형에 의해 반경 방향 내측으로 이동한다.
나아가, 제어환(475d)이 제2 전달 부재(477)에 대하여 상대적으로 회전하면, 도 30의 (a)에 나타내는 바와 같이, 제어부(475d5)는 제2 전달 부재(477)의 피구동 연결면(477j)과 접촉한다. 도 29의 (a)에 나타내는 구동 차단 상태 1에 있어서, 제2 전달 부재(477)에 있어서의 내경부(477b)와 피구동 연결면(477j)의 사이는 간극 s0이며, 제어환(475d)에 있어서의 제어부(475d5)의 두께 t와의 관계는 간극 s0 < 두께 t이다. 간극 s0에 대하여 제어부(475d5)의 두께 t의 쪽이 크기 때문에, 도 30의 (a)에 나타내는 바와 같이 구동 전달 동작에 있어서 제어환(475d)의 회전이 진행하면, 제어부(475d5)가 간극 s0을 넓혀 간다.
또한, 제어환(475d)의 회전은 제어환(475d)에 마련된 회전 피규제 단면(475d8)과 제2 전달 부재(477)에 마련된 회전 규제 단면(477m)이 접촉할 때까지 진행한다. 회전 피규제 단면(475d8)과 회전 규제 단면(477m)이 접촉하는 상태가 도 30의 (b)에 나타내는 구동 전달 상태이다.
간극 s0에 대하여 제어부(475d5)가 삽입된 결과, 제2 전달 부재(477)의 내경부(477b)와 피구동 연결면(477j)의 간극은 간극 s1로 전환된다. 구체적으로, 간극 s1은 두께 t와 대략 동등하다. 또한, 구동 중계부(477d)를 반경 방향 내측으로 탄성 변형시키는 휨량은 두께 t와 간극 s0의 차분에 상당한다.
여기서, 제2 전달 부재(477)에 있어서의 3군데의 피계합면(477h)에 대하여 가상적으로 내접원 R2를 그렸을 때의 직경을 d2라고 한다. 직경 d2는 구동 중계부(477d)를 반경 방향 내측으로 탄성 변형한 만큼, 도 29의 (a)에 나타내는 구동 차단 상태에 있어서의 내접원 R1의 직경 d1보다 작아진다. 또한, 구동 중계부(477d)가 변형한 결과의 직경 d2가, 구동 전달 계합부(474g)의 외주부(474j)에 있어서의 직경 d0에 대하여, d2 < d0이 되도록 제어부(475d5)의 두께 t를 설정하고 있다.
또한, 구동 전달 동작에 의한 제어부(475d5)가 제2 전달 부재(477)의 도입면(477g)과 접촉하면서 회전을 진척시키는 과정에서, 도 29의 (b)에서 나타내는 상태로부터 도 30의 (a)에 나타내는 상태로 된다. 이 과정에 있어서, 구동 차단 상태에 있어서의 내접원 R1의 직경 d1로부터 구동 전달 상태에 있어서의 내접원 R2의 직경 d2까지 단계적으로 내접원의 직경이 작아져 간다.
이에 의해, 제2 전달 부재(477)의 피계합면(477h)은 제1 전달 부재(474)의 구동 전달면(474h)과 계합할 수 있는 상태로 전환되고, 도 30의 (b)에 나타내는 바와 같이 제1 전달 부재(474)의 회전을 하류측 전달 부재(471)에 전달하는 구동 전달 상태가 된다.
이때의 피계합면(477h)의 위치를 피계합면(477h)이 제1 위치(제1 구동력 수용부 위치, 제1 수용부 위치, 내측 위치, 계합 위치, 전달 위치)라고 부른다. 또한, 이때의, 제어환(475d)의 위치를 제어환(475d)이 제1 위치(제1 제어 위치, 제1 회전 부재 위치, 제1 회전 위치, 전달 위치, 보유지지 위치)라고 부른다. 제어환(475d)은 제1 위치에 있을 때에, 제어부(보유지지부)(475d5)가, 피계합면(477h)을 제1 위치에 보유지지한다. 즉, 제어부(475d5)는, 구동 중계부(477d)의 탄성력에 대항하여, 피계합면(477h)을 직경 방향의 내측으로 가압한다.
여기서, 구동 전달 동작에 의해 구동 전달 상태로 이행하는 과정에 대하여, 전달 해제 기구(475)가 갖는 토크 리미터(입력 내륜(475a), 부하 스프링(475c))의 설정 및 작용에 대해 설명한다.
입력 내륜(475a)나 부하 스프링(475c)(도 28의 (a) 등 참조)은, 제1 전달 부재(474)로부터 제어환(475d)을 향하여 구동력을 전달하기 위한 전달 부재이다. 단, 이들 입력 내륜(475a)과 부하 스프링(475)은 단지 구동력을 전달할 뿐만 아니라 상기한 바와 같이, 토크 리미터로서 작용하도록 구성되어 있다.
입력 내륜(475a)은 제1 전달 부재(474)에 일체적으로 회전하도록 연결되고, 이 입력 내륜(475a)에 부하 스프링(475c)이 휘감겨 있다. 부하 스프링(475c)은 제어환(475d)에 연결되어 있다. 그리고, 입력 내륜(475a)을 회전시키기 위한 토크가 소정의 크기를 밑도는 동안에는, 입력 내륜(475a)으로부터 부하 스프링(475d)으로 구동력이 전달된다. 한편, 토크가 소정의 크기 이상이 되면, 입력 내륜(475a)으로부터 부하 스프링(475c)으로 구동력이 전달되지 않게 되고, 입력 내륜(475d)이 부하 스프링(475c)에 대하여 공전한다. 또한, 입력 내륜(475a)이 부하 스프링(475c)에 대하여 공전할 때의 토크를 공전 토크라고 부른다.
이 토크 리미터의 작용에 의해, 제어환(475d)에 작용하는 토크가 소정의 토크(공전 토크)가 될 때까지는, 제어환(475d)은 제1 전달 부재(474)에 연결되어 제1 전달 부재(474)와 일체적으로 회전한다.
그러한 한편, 제어환(475d)에 작용하는 토크가 소정 이상인 경우에는, 입력 내륜(475a)으로부터 부하 스프링(475)으로의 구동 전달이 차단됨으로써 제어환(475d)과 제1 전달 부재(474)의 구동 연결이 끊어진다. 즉, 제어 부재가 제어환(475d)의 회전을 정지한 채 제1 전달 부재(474)만 회전시키는 것이 가능해진다.
구동 전달 동작에서는, 내경부(477b)와 피구동 연결면(477j)의 사이의 간극 s0을 넓히면서, 제어환(475d)의 제어부(475d5)가 제2 전달 부재(477)에 대하여 회동한다. 즉, 구동 전달 동작에서는, 피구동 연결면(477j)이 구동 연결면(475d6)과 접촉하고, 구동 중계부(477d)를 반경 방향 내측으로 탄성 변형시킬 때의 부하 저항이 발생하고 있다. 이 부하 저항에 의해, 제어환(475d)의 회전이 정지하지 않도록 토크 리미터의 공전 토크를 설정할 필요가 있다. 본 실시예에 있어서, 구동 중계부(477d)에 있어서의 반경 방향 내측으로의 탄성 변형량은 0.8mm로 설정되어 있고, 전달 해제 기구(475)가 갖는 토크 리미터의 공전 토크는 2.94N·cm로 설정되어 있다.
다음으로, 도 30의 (b)에 나타내는 구동 전달 상태로 이행한 상태에서는, 제어환(475d)은 회전 피규제 단면(475d8)과 회전 규제 단면(477m)이 접촉하는 위치에 도달하고 있다. 이 상태에 있어서, 제어환(475d)은 제2 전달 부재(477)로부터, 제2 전달 부재(477)와 연결되어 있는 하류측 전달 부재(471)의 부하 토크를 받는다. 전달 해제 기구(475)가 갖는 토크 리미터의 공전 토크는, 하류측 전달 부재(471)의 부하 토크 이하가 되도록 설정되어 있다. 즉, 회전 피규제 단면(475d8)과 제2 전달 부재(477)의 회전 규제 단면(477m)이 접촉함으로써, 제어환(475d)이 제2 전달 부재(477)로부터 부하 토크를 받으면, 토크 리미터는 제어환(475d)과 제1 구동 전달 부재의 구동 연결을 일시적으로 해소한다.
이 결과, 제어환(475d)은 제2 전달 부재(477)에 대하여 상대적인 회전이 정지하고, 제1 전달 부재(474)만이 제2 전달 부재(477)에 대하여 회전하게 된다. 즉, 제어환(475d)이 제2 전달 부재(477)로부터 회전이 규제(정지)된 상태가 된다. 도 30의 (b)에 나타내는 바와 같이 제어환(475d)의 회전 피규제 단면(475d8)과 제2 전달 부재(477)의 회전 규제 단면(477m)이 접촉하는 상태에 있어서의 제어환(475d)의 위치를 제1 위치(제1 회전 위치)라고 부른다. 이것은 구동 전달 상태에 있어서의 제어환(475d)의 위치이다.
여기서, 구동 전달 동작 중의 하나의 상태에 있어서의 제2 전달 부재(477)의 피계합면(477h)의 회전 방향 위상에 대하여, 구동 전달 동작의 설명을 더한다. 구체적으로는 2개의 위상 조합에 있어서의 구동 전달 동작에 대한 설명이다. 첫 번째의 위상조합은 도 30의 (a)에 나타내는 바와 같은 피계합면(477h)의 회전 방향 위상이, 제1 전달 부재(474)의 구동 전달 계합부(474g)의 퇴피부(474k)에 위치하는 경우이다. 다음으로, 2번째의 위상조합은 도 29의 (b)에 나타내는 바와 같은 피계합면(477h)에 있어서의 회전 방향 위상이, 구동 전달 계합부(474g)의 외주부(474j) 및 구동 전달면(474h)에 위치하는 경우이다.
구동 전달 동작에 있어서, 제어환(475d)이 제2 전달 부재(477)에 대하여 상대적으로 회전하면, 제어환(475d)의 제어부(475d5)가 제2 전달 부재(477)의 구동 중계부(477d)를 반경 방향 내측으로 탄성 변형시킨다.
첫 번째의 위상조합(도 30의 (a))인 경우, 피계합면(477h)은 퇴피부(474k)에 위치하기 위해, 피계합면(477h)은 구동 전달 계합부(474g)와 접촉하기 전에 반경 방향 내측이 제1 위치(계합 위치)로 이동 가능하다. 그 때문에, 전달 해제 기구(475)가 갖는 토크 리미터가 제어환(475d)에 구동력을 전달함으로써, 제어환(475d)도 제1 위치(제1 회전 위치)에 도달하는 것이 가능하다.
제어환(475d)이 제1 위치에 있어서, 제어환(475d)의 제2 전달 부재(477)에 대한 상대 회전이 정지할 때에는, 3군데의 피계합면(477h)에 대한 내접원 R2가 직경 d2이다. 즉, 피계합면(477h)은 제어환(475d)에 의해 제1 위치에 있는 상태로 보유지지된다. 이 상태가 되면 토크 리미터에 의한 연결이 일시적으로 끊어지고, 제어환(475d)은 제2 전달 부재(477)에 대하여 정지한다.
그것으로부터 제1 전달 부재(474)가 제2 전달 부재(477) 및 제어환(475d)에 대하여 상대적으로 회전하면, 도 30의 (b)에 나타내는 바와 같은 피계합면(477h)은 구동 전달면(474h)과 접촉하는 구동 전달 상태에 도달한다. 피계합면(477h)이 구동 전달면(474h)으로부터 받는 구동력에 의해 제2 전달 부재(477)는 회전을 시작한다. 또한, 이 상태가 되면 토크 리미터가 제어환(475d)과 제1 전달 부재(474)를 다시 연결하므로, 제1 전달 부재(474), 제2 전달 부재(477), 제어환(475d)은 일체적으로 회전하게 된다.
이어서, 도 29의 (b)에 나타내는 바와 같은 2번째의 위상조합인 경우에 대해 설명한다.
피계합면(477h)은 제어부(475d5)에 의해 반경 방향 내측으로 이동시킬 수 있으면, 제어부(475d5)가 피구동 연결면(477j)과 접촉하기 전에, 구동 전달 계합부(474g)의 외주부(474j) 및 구동 전달면(474h)과 접촉해 버린다. 즉, 피계합면(477h)은 제2 위치(비계합 위치)로부터 제1 위치(계합 위치)로의 이동이 완료하기 전에, 그 이동을 방해할 수 있다.
피계합면(477h)이 구동 전달 계합부(474g)와 접촉한 상태에 있어서는, 제어환(475d)이 제2 전달 부재(477)의 구동 중계부(477d)를 반경 방향 내측으로 이동시킬 때에 큰 저항이 발생한다.
이 때문에, 전달 해제 기구(475)가 갖는 토크 리미터는, 제1 전달 부재(474)가 회전하고 있는 상태라도 제어환(475d)을 정지시켜 버린다. 즉, 제1 전달 부재(474)의 구동 전달 계합부(474g)에 있어서의 외주부(474j) 및 구동 전달면(474h)이 피계합면(477h)을 통과하여 회전이 진행한다. 결과로서, 2번째의 위상조합(도 29의 (b) 참조)으로부터 피계합면(477h)이 퇴피부(474k)에 위치하는 첫 번째의 위상조합(도 30의 (a) 참조)으로 전환된다. 그러면 상술한 과정에 의해 피계합면(477h)은 구동 전달면(474h)과 접촉하는 구동 전달 상태에 도달한다.
[구동 전달 상태]
도 30의 (b)에 구동 전달 상태를 나타낸다. 구동 전달 동작에 의해, 제어환(475d)은 제어환(475d)에 마련된 회전 피규제 단면(475d8)과 제2 전달 부재(477)에 마련된 회전 규제 단면(477m)이 접촉하는 위치에 도달하고 있다. 이 상태에 있어서, 제어환(475d)과 제2 전달 부재(477) 및 제1 전달 부재(474)의 구동 전달면(474h)과의 관계에 대해 보다 상세하게 설명해 간다.
제어부(475d5)는 캔틸레버인 구동 중계부(477d)의 자유단 측에 마련된 피계합면(477h)에 대하여, 회전 중심 X로부터 피계합면(477h)을 향하는 반경 방향의 연장선상에 배치되어 있고, 피구동 연결면(477j)과 접촉하고 있다. 또한, 제어부(475d5)가 갖는 두께 t에 의해, 구동 중계부(477d)를 반경 방향 내측으로 탄성 변형시키고 있다. 그 결과, 3군데의 피계합면(477h)에 대한 내접원 R2의 직경 d2는 구동 전달 계합부(474g)의 외주부(474j)에 있어서의 직경 d0보다 작다.
3군데의 피계합면(477h)이 외주부(474j)에 있어서의 직경 d0보다 반경 방향 내측에 위치하고 있다. 즉, 피계합면(477h)이 제1 위치(계합 위치)에 위치하기 위해, 제1 전달 부재(474)가 회전하면, 피계합면(477h)은 구동 전달면(474h)과 접촉할 수 있다.
이때의 힘의 상태에 대해, 도 31 (a)를 이용하여 설명한다.
구동 전달면(474h)과 제2 전달 부재(477)의 피계합면(477h)과의 구동 전달 상태에 있어서의 접촉 위치 T41이라고 한다. 피계합면(477h)은 접촉 위치 T41에 있어서 구동 전달면(474h)으로부터 반력 f41을 받고 있다. 구동 전달면(474h)은 각도 α41의 경사면을 가지고 있고, 각도 α41은 회전 중심 X와 접촉 위치 T41을 이은 선을 기준으로 하여, 반경이 커짐에 따라 회전 방향 J의 상류측을 향하는 각도이다. 이에 대하여, 피계합면(477h)은 원호 형상이기 때문에, 구동 전달면(474h)과 피계합면(477h)의 접촉부에 있어서의 반력 f41은 구동 전달면(474h)의 수직항력으로서 발생한다. 반력 f41에 대하여, 반경 방향 성분 f41r과 접선 방향 성분 f41t에 대하여, 각각 각 부의 힘의 상태를 설명한다.
먼저, 반력 f41의 반경 방향 성분 f41r은, 구동 전달면(474h)은 각도 α41의 경사면을 가지고 있기 때문에, 구동 중계부(477d)의 피계합면(477h)을 반경 방향 외측으로 이동시키는 방향의 힘이다. 이에 대하여, 구동 중계부(477d)의 피구동 연결면(477j)은, 회전 중심 X로부터 피계합면(477h)을 향하는 반경 방향의 연장선상에 위치하고 있다. 즉, 제어부(475d5)의 구동 연결면(475d6)과 접촉하여 반경 방향 성분 f41r을 받고 있다. 게다가, 구동 연결면(475d6)과 두께 t를 통하여 대향하여 배치되는 제어부(475d5)의 외경측의 면인 제2 전달 부재 지지면(475d7)은 제2 전달 부재(477)의 내경부(477b)와 접촉하고 있다. 또한, 나아가 제2 전달 부재(477)의 외경부(477a)는 하류측 전달 부재(471)의 외경 지지부(471a)에 의해 지지되어 있다. 이와 같이, 구동 중계부(477d)의 피계합면(477h)을 반경 방향 외측으로 이동시키는 반경 방향 성분 f41r에 대하여, 구동 중계부(477d)는 구동 연결면(475d6)과 제2 전달 부재(477)와 하류측 전달 부재(471)에 의해 반경 방향의 이동을 규제하고 있는 상태이다. 그 때문에, 반경 방향 성분 f41r에 대하여, 구동 중계부(477d)의 변형을 억제하는 것이 가능하여, 구동 전달면(474h)과 피계합면(477h)의 계합은 안정된다. 즉, 제어환(475d)이 제1 회전 위치에 위치하고 있고, 구동 연결면(475d6)과 피구동 연결면(477j)이 접촉할 때에는 안정되게 구동 전달할 수 있다.
이어서, 접선 방향 성분 f41t에 대하여 설명한다. 반력 f41은 접선 방향 성분인 접선력 f41t를 발생시키고 있고, 접선력 f41t에 의해, 구동 중계부(477d)가 회전 방향 J로 인장되어서 제2 전달 부재(477) 및 하류측 전달 부재(471)를 회전 방향 J으로 회전시킬 수 있다.
구동 중계부(477d)는, 지지부(477f)로부터, 피계합면(477h) 및 피구동 연결면(477j)이 마련된 자유단 측을 향하여, 회전 방향 J 하류측으로 연장된 형상이다. 지지부(477f)로부터 회전 방향 J 하류측으로 연장되는 방향은 피계합면(477h)과 구동 전달면(474h)의 접촉에 있어서의 접선력 f41t와 거의 평행한 것이 바람직하다. 캔틸레버인 구동 중계부(477d)는 연장 방향으로의 인장 강성의 쪽이, 반경 방향인 휨 방향으로의 강성보다 크고, 제1 전달 부재(474)로부터의 전달 토크에 대하여 구동 중계부(477d)의 변형을 보다 작게 할 수 있다. 즉, 제1 전달 부재(474)의 회전을 제2 전달 부재(477)로 안정적으로 전달하는 것이 가능해진다.
[구동 차단 동작]
다음으로, 구동 전달 상태로부터 구동 차단 상태로 옮겨가기 위한 구동 차단 동작에 대해 설명한다. 구동 차단 동작을 개시할 시에, 도 10의 (c) (d)에 나타내는 바와 같이, 현상 유닛(9)이 회동하여 이격 위치에 도달하면, 제어 부재(76)도 회동하여 제2 위치로 이동한다. 또한, 이때의 제어 부재(76)의 동작에 대해서는, 실시예 1과 마찬가지이기 때문에, 설명을 생략한다.
제어환(475d)은, 구동 전달 상태에 있어서, 전달 해제 기구(475)가 갖는 토크 리미터의 작용에 의해, 제1 전달 부재(474)와 일체적으로 회전하고 있다. 이에 대하여, 제어 부재(76)가 제2 위치(계지 위치)에 위치하는 경우에는 제어 부재(76)의 접촉면(76b)이 도 10의 (c)에 나타내는 회전 궤적 A의 내측에 위치한다. 이 경우, 제어 부재(76)의 접촉면(76b)은, 제어환(475d)의 피계지부(475d4)를 계지하여, 제어환(475d)의 회전을 규제하려고 한다.
제어 부재(76)가 제어환(475d)의 회전을 규제하고 있는 상태에서는, 제어환(475d)과 계합하고 있는 부하 스프링(475c)도 마찬가지로 회전이 규제된 상태가 된다. 이 상태에 있어서, 제1 전달 부재(474)가 회전하면, 제1 전달 부재(474)와 일체적으로 회전하는 입력 내륜(475a)은 부하 스프링(475c)과의 사이에서 공전 토크를 발생시키면서도, 부하 스프링(475c) 및 제어환(475d)에 대하여 상대적으로 계속해서 회전할 수 있다. 즉, 제어환(475d)에 제어 부재(76)로부터 큰 부하가 걸리기 때문에, 토크 리미터(입력 내륜(475a)과 부하 스프링(475c))는, 제1 전달 부재(474)와 제어환(475d)의 연결을 끊는다. 그 때문에 제어환(475d)의 정지 시에도 제1 전달 부재(474)가 회전을 계속할 수 있다.
이와 같이, 제어 부재(76)가 제2 위치인 경우, 제1 전달 부재(474)가 회전하고 있는 상태이어도, 제어 부재(76)에 의해 제어환(475d) 및 부하 스프링(475c)의 회전을 규제하여, 정지시킬 수 있다.
이하에서는, 구동 차단 동작에 있어서의 제1 전달 부재(474)와, 제2 전달 부재(477) 및 제어환(475d)의 관계에 대해 설명해 간다.
구동 차단 동작에 의해, 제어환(475d)의 회전을 정지시킨 상태로, 제1 전달 부재(474)가 회전하면, 구동 전달 상태에 있어서 제1 전달 부재(474)와 일체적으로 회전하고 있었던 제2 전달 부재(477)도 마찬가지로 제어환(475d)에 대하여 상대적으로 회전을 진행한다. 또한, 제2 전달 부재(477)의 제어환(475d)에 대한 상대적인 회전은 구동 전달면(474h)과 피계합면(477h)의 계합 상태가 해제될 때까지 진행해 간다. 이에 대해 구체적으로 설명한다.
구동 차단 동작에서는, 제어환(475d)은 회전 피규제 단면(475d8)과 회전 규제 단면(477m)이 접촉하는 도 30의 (b)에 나타내는 제1 회전 위치로부터 도 30의 (a)에 나타내는 상태와 같이 회전 피규제 단면(475d8)과 회전 규제 단면(477m)이 멀어져 간다. 이것은 제어환(475d)이 제어 부재(76)에 의해 계지되어, 회전을 정지하고 있는 상태로, 제2 전달 부재(477)가 제1 전달 부재에 의해 회전되기 때문이다. 또한, 이 제1 전달 부재(474)와 제어환(475d)의 구동 연결은 토크 리미터에 의해 해소되어 있고, 제어환(475d)의 회전이 정지하고 있더라도, 제1 전달 부재(474)가 제어환(475d)에 대하여 회전 가능하다.
이와 같이, 제2 전달 부재(477)에 의한 제어환(475d)에 대한 상대적인 회전이 진행하고, 제어환(475d)의 제어부(475d5)는 제2 전달 부재(477) 회전 방향 J 상류측으로 상대적으로 이동해 간다. 즉, 제어환(475d)은 제1 위치(제1 회전 위치)로부터 제2 위치(제2 회전 위치)를 향하여 상대적으로 이동한다.
도 30의 (a)에 나타내는 상태와 같이, 제어부(475d5)가 구동 중계부(477d)의 피구동 연결면(477j)에 접촉하는 상태에서는, 제2 전달 부재(477)의 간극 s1은 유지되어 있다. 그 때문에, 3군데의 피계합면(477h)으로 형성하는 내접원은 구동 전달 상태에서의 직경 R2와 대략 동등하다. 즉, 피계합면(477h)은 제어환(475d)의 제어부(475d5)에 의해 가압되어, 직경 방향 내측이 제1 위치에 보유지지되어 있다. 그 결과, 제2 전달 부재(477)의 피계합면(477h)과 제1 전달 부재(474)의 구동 전달면(474h)의 계합이 유지되어 있고, 제1 전달 부재(474)의 회전을 제2 전달 부재(477)에 대하여 전달할 수 있다.
다음으로, 제2 전달 부재(477)의 제어환(475d)에 대한 회전이 진행해 가면, 도 29의 (b)에 나타내는 상태와 같이, 제어부(475d5)가 구동 중계부(477d)의 도입면(477k)까지 도달한다. 제어부(475d5)가 구동 중계부(477d)의 도입면(477k)과 접촉하면서 이동할 때에는, 구동 전달 상태에서의 간극 s1로부터 구동 차단 상태에서의 간극 s0에 걸쳐서 단계적으로 변화되어 간다. 즉, 제2 전달 부재(477)의 구동 중계부(477d)가 반경 방향 내측으로 변형된 상태로부터, 자연 상태로 반경 방향 외측으로 복원한다. 이에 의해, 3군데의 피계합면(477h)의 내접원이, 구동 전달 상태에 있어서의 내접원 R2로부터 구동 차단 상태에 있어서의 내접원 R1을 향하여 단계적으로 커진다.
그 때문에, 3군데의 피계합면(477h)의 내접원과, 구동 전달 계합부(474g)의 외주부(474j)에 있어서의 직경 d0과의 차이가 작아진다. 즉, 제2 전달 부재(477)의 피계합면(477h)과 제1 전달 부재(474)의 구동 전달면(474h)의 계합량이 적어져 간다. 그 결과로서, 제1 전달 부재(474)의 회전을 제2 전달 부재(477)에 대하여 전달할 수 없고, 제2 전달 부재(477)의 제어환(475d)에 대한 상대적인 회전이 정지한다.
즉, 제1 전달 부재(474)는 회전을 제2 전달 부재(477)에 대하여 전달할 수 없게 된 시점에서 구동 차단 상태로 전환된다. 이와 같이 하여 피계합면(477h)은, 직경 방향 외측의 제2 위치(비계합 위치)로 이동이 완료하게 된다.
[구동 차단 상태 2]
앞서 설명한 도 29의 (a)에 나타내는 구동 차단 상태 1에서는, 구동 차단 상태에 있어서의 하나의 상태로서, 제어환(475d)의 구동 연결면(475d6)이 구동 중계부(477d)와 비접촉인 상태였다. 즉, 구동 차단 상태 1에서는, 구동 중계부(477d)의 피계합면(구동력 수용부)(477h)이 직경 방향 외측의 제2 위치(비계합 위치)로 퇴피하고 있었다.
그것에 대해서 여기서는, 구동 차단 상태에 있어서의 다른 하나의 상태로서, 도 31의 (b)에 나타내는 바와 같은 제어부(475d5)가 도입면(477k)에 접촉하는 상태인 구동 차단 상태에 대해 보충적으로 설명한다.
제어부(475d5)가 도입면(477k)에 접촉하는 경우, 제어부(475d5)와 도입면(477k)의 접촉에 의해, 구동 중계부(477d)가 자연 상태까지 복원할 수 없는 상태이다. 여기서, 제어부(475d5)가 도입면(477k)에 접촉하는 경우에 있어서의, 3군데의 피계합면(477h)의 내접원의 지름을 d3으로 하면, 직경 d3은 구동 중계부(477d)가 자연 상태인 직경 d1보다 작다. 또한, 구동 전달 계합부(474g)의 외주부(474j)에 있어서의 직경 d0과의 관계는 d0≤d1이기 때문에, 구동 전달 계합부(474g)의 구동 전달면(474h)과 제2 전달 부재(477)의 피계합면(477h)이 계합할 수 있는 관계이다. 즉, 피계합면(477)은 아직 직경 방향 내측의 제1 위치(계합 위치)에 위치한 상태로 간주할 수 있다.
도 31의 (b)에 나타내는 바와 같이, 반력 f41의 반경 방향 성분 f41r은, 구동 중계부(477d)의 피계합면(477h)을 반경 방향 외측으로 이동시키는 방향의 힘이다. 피계합면(477h)에서 받는 반경 방향 성분 f41r에 대하여, 제어부(475d5)는 도입면(477k)과의 접촉 위치 T42에 있어서 구동 중계부(477d)의 변형을 규제하려고 한다.
이에 대하여, 구동 중계부(477d)의 도입면(477k)은, 회전 중심 X로부터 피계합면(477h)을 향하는 반경 방향의 연장선상보다 회전 방향 J의 상류측에 위치하고 있다. 그 때문에, 반경 방향 성분 f41r에 대하여, 접촉 위치 T42를 지점으로 하여 구동 중계부(477d)를 반경 방향 외측으로 변형시키는 굽힘 모멘트 Mk가 발생하고, 피계합면(477h)이 반경 방향 외측으로 이동하는 것을 허용할 수 있다. 즉, 3군데의 피계합면(477h)의 내접원이 커지도록 구동 중계부(477d)는 반경 방향 외측으로 변형할 수 있다. 그 결과, 내접원이 구동 전달 계합부(474g)의 외주부(474j)에 있어서의 직경 d0과 동등할 때까지 확장되었을 때, 제1 전달 부재(474)의 회전을 제2 전달 부재(477) 및 하류측 전달 부재(471)에 대하여 차단할 수 있다.
이와 같이, 도 29의 (a)에 나타내는 구동 차단 상태 1에 더하여, 도 31의 (b)에 나타내는 바와 같은 제어부(475d5)가 도입면(477k)에 접촉하는 상태에 있어서도, 구동 차단 상태가 될 수 있다. 이 도 31의 (b)에 나타내는 구동 차단 상태를 구동 차단 상태 2로 한다.
구동 차단 상태 2에서는, 제2 전달 부재(477)의 피계합면(477h)은 제2 위치(외측 위치, 비계합 위치)까지 퇴피하여 있지 않고, 제1 위치(내측 위치, 계합 위치)에 있는 상태이다. 그러나, 제1 전달 부재(474)의 회전 시에는, 제1 전달 부재(474)의 계합부(474g)가, 제2 전달 부재(477)의 피계합면(477h)에 단속적으로 접촉할 때마다, 피계합면(477h)이 제1 위치(계합 위치)로부터 제2 위치(비계합 위치)로 이동한다. 그 때문에, 피계합면(477h)은 계합부(474g)로부터 구동력을 받는 일이 없다.
제어 부재(76)가 제어환(475d)을 계지하는 타이밍에 따라, 구동 차단 상태 1과 구동 차단 상태 2로 될 수 있다. 이에 대해서 도 10의 (c)를 이용하여 설명한다. 또한, 도 10의 (c) 중의 제어환의 부호는 75d이지만, 본 실시예 중에서의 설명에 있어서는 475d로 치환하여 설명한다. 구동 차단 동작에 의해, 제어 부재(76)가 회전하고, 제어 부재(76)의 선단의 계지부가 제어환(475d)의 회전 궤적 A의 내측에 침입하면, 제어 부재(76)는 제어환(475d)과 접촉하여 계지하는 것이 가능하다. 즉, 제어 부재(76)가 제어환(475d)의 회전 궤적 A의 내측에 침입하는 타이밍에 대하여, 제어환(475d)의 피계지부(475d4)의 회전 위상이 일정하지 않기 때문에, 제어 부재(76)가 제어환(475d)을 계지하는 타이밍에 편차가 발생한다.
제어 부재(76)와 제어환(475d)이 접촉한 타이밍에서 제어환(475d)은 회전을 정지한다. 그리고, 제어환(475d)이 회전을 정지하면, 제2 전달 부재(477)와 제어환(475d)이 상대적인 회전이 개시된다. 그 결과, 제어환(475d)의 제어부(475d5)가 구동 중계부(477d)의 피구동 연결면(477j)으로부터 퇴피해 간다. 한편, 구동 차단 동작에 있어서, 제어 부재(76)는 회전방향 L1로의 회전을 일정 시간 계속하고 있다. 그 때문에, 제어 부재(76)가 회전 궤적 A의 내측으로서, 회전 방향 L1의 상류측에서, 제어환(475d)과 접촉한 경우에는, 제어 부재(76)가 제어환(475d)과의 접촉 후에도 회전 방향 L1로 회전하여, 제어환(475d)이 회전 방향 L1로 돌아 들어간다. 즉, 제어 부재(76)의 회전에 의해 제어환(475d)은 회전 방향 J의 회전 방향 상류측으로 이동시킬 수 있다(회전 방향 J의 역방향으로 회전된다). 그 때문에, 제2 전달 부재(477)와의 상대적인 회전이 보다 커진다. 이에 의해, 도 29의 (a)에 나타내는 바와 같은 구동 차단 상태 1이 된다.
다음으로, 제어 부재(76)가 회전 궤적 A의 내측으로서, 회전 방향 L1로의 회전이 진행한 타이밍에서 제어환(475d)과 접촉한 경우에는, 제어 부재(76)가 제어환(475d)과의 접촉 후에 제어환(475d)이 회전 방향 L1로 돌아 들어가는 정도가 작아진다. 그 때문에, 제어 부재(76)의 회전에 의해 제어환(475d)을 회전 방향 J의 회전 방향 상류측으로 이동시키는 정도도 작고, 결과로서, 제어환(475d)과 제2 전달 부재(477)의 상대적인 회전은 작아진다. 이에 의해, 도 31의 (b)에 나타내는 바와 같은 구동 차단 상태 2가 된다.
이와 같이, 구동 차단 상태는 구동 차단 상태 1과 구동 차단 상태 2와 같은 상태로 될 수 있다. 구동 차단 상태에 있어서의 제어환(475d)의 위치를 제2 회전 위치로 하고 있고, 제2 회전 위치는 제어부(475d5)가 구동 중계부(477d)의 피구동 연결면(477j)으로부터 퇴피한 위치이다. 즉, 제어부(475d5)가 도입면(477k)에 접촉하는 상태로부터, 구동 중계부(477d)와 비접촉인 상태까지를 포함한다.
또한, 구동 중계부(477d)의 탄성 복원력이 약한(또는 탄성 복원력이 없는) 경우에도, 제어환(475d)의 회전 정지 시에, 구동 중계부(477d)가 피계합면(477h)을 제2 위치(비계합 위치)까지 퇴피 이동시킬 수 없다. 이 경우라도 구동 차단 상태 2에서 설명한 바와 같이, 피계합면(477h)이 계합부(474g)로부터 힘 f41(도 32의 (b) 참조)을 받음으로써, 제2 위치(비계합 위치)로 퇴피 이동할 수 있다. 즉, 본 실시예에서는 피계합면(477h)은 반드시 외력을 받지 않는 자연 상태에 있어서, 제2 위치(비계합 위치)에 있을 필요는 없다.
또한, 구동 차단 상태에 있어서는, 제어 부재(76)가 제어환(475d)의 회전을 규제하고 있고, 제어환(475d)과 계합하고 있는 부하 스프링(475c)도 마찬가지로 회전이 규제된 상태이다. 즉, 제1 전달 부재(474)와 제어환(475d)을 연결하고 있었던 토크 리미터(부하 스프링(475c))는 그 연결을 해제시킨다. 제1 전달 부재(474)가 제어환(475d)에 대하여 공전하게 된다.
이 상태에 있어서, 제1 전달 부재(474)가 회전하면, 제1 전달 부재(474)와 일체적으로 회전하는 입력 내륜(475a)은 부하 스프링(475c)과의 사이에서 공전 토크를 발생시킨 상태이다.
[본 실시예의 구성의 정리]
본 실시예에 있어서, 전달 해제 기구의 다른 형태에 대해 설명하였다. 전달 해제 기구(475)에 의한 회전 전달·차단을 제어하기 위한 제어 부재(76)의 구성은 실시예 1과 마찬가지이며, 종래 기술에 대하여, 다른 형태의 전달 해제 기구에 대해서도 동일한 효과를 얻을 수 있다. 즉, 현상 유닛(9)의 회동 각도에 대하여, 제어 부재(76)와 전달 해제 기구(475)의 위치 관계를 안정되게 유지할 수 있음으로써, 확실하게 구동의 전달 및 차단을 전환할 수 있다. 이에 의해, 현상 롤러(6)의 회전 시간의 제어 편차를 적게 할 수 있다.
이하에서는, 지금까지 설명한 실시예와의 차이에 대해 설명한다.
제어 부재(76)가 제어환(475d)으로부터 떨어진 제1 위치인 경우, 제어환(475d)이 (제어 부재(76)로부터 정지되지 않고) 회전할 수 있고, 전달 해제 기구(475)는 제1 전달 부재(474)의 회전을 하류측 전달 부재(471)에 전달한다. 구동력을 전달시키기 위한 구성으로서는, 실시예 1에 있어서는, 전달 스프링(75c)이 제1 전달 부재(74)의 회전에 대하여 내경측에서 단단히 조임으로써 구동력 전달을 가능하게 하였다. 이에 대하여, 본 실시예에 있어서는, 실시예 2 및 실시예 3과 마찬가지로 구동 중계부(477d)를 반경 방향 내측으로 이동시킴으로써, 구동력 전달을 가능하게 하고 있다. 실시예 2 및 3에 있어서는, 구동 전달 상태에 있어서, 구동 중계부(171a)의 피계합면(171a1)과 제1 전달 부재(174)의 계합면(174e)과의 계합부에 있어서, 반경 방향 내측으로의 인입력 f1r이 발생하도록 계합면(174e)의 형상을 설정하고 있다.
본 실시예에 있어서는, 구동 전달면(474h)과 구동 중계부(477d)의 피계합면(477h)과의 계합부에 있어서, 반경 방향 외측으로 이동시키는 방향의 힘 f41r이 발생하도록 구동 전달면(474h)의 형상을 설정하고 있다. 이에 대하여, 구동 중계부(477d)의 피구동 연결면(477j)은, 회전 중심 X로부터 피계합면(477h)을 향하는 반경 방향의 연장선상에서, 제어부(475d5)의 구동 연결면(475d6)과 접촉하여 반경 방향 성분 f41r을 받고 있다. 이와 같이, 반경 방향 성분 f41r에 대하여, 구동 중계부(477d)의 변형을 억제하도록 구성함으로써, 구동 전달면(474h)과 피계합면(477h)의 계합은 안정되어 있다. 이에 의해, 실시예 1 내지 3과 마찬가지로 안정되게, 제1 전달 부재(474)의 회전을 하류측 전달 부재(471)에 전달하는 것이 가능해진다.
또한, 구동 전달 상태에 있어서의 구동 중계부(477d)의 피계합면(477h)의 위치는, 제어부(475d5)의 두께 t가 제2 전달 부재(477)에 있어서의 내경부(477b)와 피구동 연결면(477j)과의 간극에 삽입됨으로써 정해진다. 이 때문에, 예를 들면, 구동 중계부(477d)가 크리프 변형(creep deformation) 등에 의해 자연 상태에 있어서의 형상이 변화되어 있는 경우에 있어서도, 구동 전달 상태에 있어서의 구동 중계부(477d)의 피계합면(477h)의 위치는 안정된다. 반복해서 전달/차단한 경우에 있어서도 마찬가지로 구동 전달 상태에 있어서의 구동 중계부(477d)의 피계합면(477h)의 위치는 안정된다.
다음으로, 제어 부재(76)가 제어환(475d)과 접촉할 수 있는 제2 위치인 경우, 제어환(475d)이 제어 부재(76)에 의해 계지되어, 회전이 정지됨으로써, 전달 해제 기구(475)는 제1 전달 부재(474)의 회전을 차단하여 하류측 전달 부재(471)에 회전을 전달하지 않는다.
실시예 1에 있어서는, 제어환(75d)과 함께 전달 스프링(75c)의 회전을 제어 부재(76)에 의해 계지하고 있었다. 이에 의해, 전달 스프링(75c)의 내경이 작아지는 방향으로 비틀 수 없도록 규제하고, 제1 전달 부재(74)와 일체적으로 회전하는 입력 내륜(75a)의 회전을 차단하였다. 실시예 1에서 설명한 전달 해제 기구(75)인 스프링 클러치에서는, 전달 해제 기구(75)에 의해 회전이 차단되어 있을 때에는, 입력 내륜(75a)과 전달 스프링(75c)이 미끄럼 마찰됨으로써, 제1 전달 부재(74)에 미끄럼 토크가 발생한다.
이에 대하여, 실시예 2 및 실시예 3에 있어서는, 전달 해제 기구(170)에 의해 회전이 차단되어 있을 때에는, 제어환(175)에 의해 구동 중계부(171a)를 반경 방향 외측으로 이동시켜, 피계합면(171a1)과 계합면(174e)의 계합 상태를 해제한다. 그 때문에, 구동 차단 상태에 있어서의 제1 전달 부재(174)의 토크가 저감하였다.
또한, 실시예 2 및 3에 있어서는, 구동 전달 상태에 있어서, 구동 중계부(171a)의 피계합면(171a1)과 제1 전달 부재(174)의 계합면(174e)과의 계합부에 있어서, 반경 방향 내측으로의 인입력 f1r이 발생하도록 계합면(174e)의 형상을 설정하고 있다. 그 때문에, 확실한 구동 차단 상태를 유지하기 위해서는, 계합면(174e)에 대하여, 구동 중계부(171a)의 피계합면(171a1)을 반경 방향 외측으로 이동시켜, 확실하게 비접촉 상태를 유지할 필요가 있으며, 그것을 위한 구성을 실시예 3에서 설명하였다.
한편, 본 실시예에 있어서, 구동 중계부(477d)가 다른 부품으로부터 힘을 받고 있지 않는 자연 상태에 있어서의 3군데의 피계합면(477h)에 대한 내접원 R1의 직경 d1을 구동 전달부 계합부(474g)의 외주부(474j)에 있어서의 직경 d0에 대하여, d0≤d1로 하였다. 이상적으로는 d0 < d1인 것이 바람직하고, 자연 상태에 있어서의 3군데의 피계합면(477h)이 구동 전달부 계합부(474g)의 외주부(474j)와 떨어져 있는 편이 구동 차단 상태에 있어서의 피계합면(477h)과 외주부(474j)에 의한 접촉을 억제할 수 있다. 그 결과로서, 피계합면(477h)과 외주부(474j)가 접촉할 때에 있어서, 제1 전달 부재(474)에 발생하는 미소한 부하 변동을 억제할 수 있다. 그러나, 본 실시예에 있어서는, d0≤d1이어도 안정되게 구동 차단 상태로 가능한 것을 설명해 왔다. 즉, 본 실시예에 있어서는, 구동 차단 상태에서는, 제어환(475d)은 회전이 규제되어서 정지하고, 제어환(475d)의 구동 연결면(475d6)이 피구동 연결면(477j)으로부터 퇴피한 상태이다. 또한, 구동 전달면(474h)과 구동 중계부(477d)의 피계합면(477h)과의 계합부에 있어서, 반경 방향 외측으로 이동시키는 방향의 힘 f41r이 발생하도록 구동 전달면(474h)의 형상을 설정하고 있다. 구동 차단 상태에서는, 반경 방향 성분 f41r에 대하여, 구동 중계부(477d)의 반경 방향 외측으로의 변형을 허용하고 있어, 3군데의 피계합면(477h)의 내접원이 커지도록 구동 중계부(477d)는 반경 방향 외측으로 변형할 수 있다. 가령, 제1 전달 부재(474)의 구동 전달면(474h)과 구동 중계부(477d)의 피계합면(477h)이 접촉 가능한 상태였는 경우에서도, 양자가 계합하는 것을 피할 수 있다. 그 때문에 제1 전달 부재(474)의 회전을 제2 전달 부재(477) 및 하류측 전달 부재(471)에 대하여 전달되는 것을 차단할 수 있다. 즉, 구동 중계부(477d)의 피계합면(477h)을 구동 전달면(474h)으로부터 비접촉으로 할 필요가 없고, 피계합면(477h)을 퇴피하는 양을 작게 할 수 있다.
결과로서, 실시예 2 및 실시예 3과 비교하면 회전축에 대하여 직교하는 반경 방향에 대하여 소형화가 가능해진다.
<실시예 5>
다음으로, 다른 형태를 실시예 5로서 설명한다. 실시예 4에 있어서 전달 해제 기구(575)의 내부에 토크 리미터를 갖는 구성을 이용한 예를 설명했지만, 실시예 5에서는 다른 형태의 전달 해제 기구(575)를 이용한 구동 연결부의 구성에 대해 설명한다. 또한, 실시예 1 및 실시예 4와 설명이 중복되는 개소에 관해서는, 그 설명을 생략한다.
또한, 상기 실시예 1 내지 4에 있어서 전달 해제 기구(클러치)는 카트리지의 내부에 있어서 구동력의 전달을 차단하고 있었다. 이에 대하여 본 실시예에서는, 카트리지와 화상 형성 장치의 경계 영역(연결 영역)에 있어서 구동력의 전달을 차단하는 것을 특징으로 하고 있다.
[구동 연결부의 구성]
도 32 내지 도 37을 이용하여, 실시예 5에 있어서의 구동 연결부의 개략 구성에 대해 설명한다.
도 32는 본 실시예에 있어서의 카트리지(P) 및 전달 해제 기구(575)를 구동측에서 본 사시도이다.
도 33은 본 실시예에 있어서의 카트리지(P) 및 전달 해제 기구(575)를 비구동측에서 본 사시도이다.
도 34는 본 실시예에 있어서의 전달 해제 기구(575)와 현상 커버 부재(532)와 제어 부재(576)와 본체 구동축(562)을 나타낸 사시도이다.
도 35는 전달 해제 기구(575)를 분해한 상태로서, 도 35의 (a)는 구동측에서 본 분해 사시도이며, 도 35의 (b)는 비구동측에서 본 분해 사시도이다.
도 36의 (a)는 전달 해제 기구(575)의 측면도이며, 도 36의 (b)는 전달 해제 기구(575)의 회전 축선 X를 지나는 면으로 절단한 단면도이다.
도 37은 전달 해제 기구(575)를 구동측에서 본 정면도이다.
베어링 부재(45)와 현상 커버 부재(532)의 사이에는, 하류측 전달 부재(전달 기어)(571), 출력 부재(575b), 복귀 스프링(575c), 회전 부재로서의 제어환(575d), 및 제1 전달 부재로서의 커플링 부재(577)가 마련되어 있다. 이들 부재의 회전 축선 X는, 상기한 실시예와 마찬가지로 현상 유닛의 회동 중심과 일치하고 있다.
이하에서는, 전달 해제 기구(575)에 대해 설명한다. 본 실시예에 있어서의 전달 해제 기구(575)는, 제1 전달 부재로서의 커플링 부재(577), 제어환(575d), 출력 부재(575b), 및 복귀 스프링(탄성 부재, 가압 부재)(575c)에 의해 구성된다. 현상 유닛(509) 중, 현상 커버 부재(532)와 제2 구동 전달 부재(571)와 전달 해제 기구(575)를 제외한 구성에 대해서는, 실시예 4와 마찬가지이기 때문에, 그 설명을 생략한다.
또한, 이하에서 설명하는 부품의 형상에는 복수 개소에 대략 동일 형상이 균등한 간격으로 배치되어 있는 것이 있지만, 도면 중에 있어서는, 대표하여 1 군데에만 부호를 나타내고 있다.
커플링 부재(577)는 실시예 4에 있어서 설명한 제2 전달 부재(477)에 상당하는 구성이며, 제2 전달 부재(477)와 유사한 형상을 가지고 있다. 즉, 커플링 부재(577)는 외경부(577a)와 내경부(577b)로 이루어지는 원통 형상부(577c)와, 구동 중계부(577d)와, 출력 부재 계합부(577p)와, 회전 규제 단면(577m)을 갖는다. 출력 부재 계합부(577p)는 원통 형상부(577c)로부터 화살표 N 방향을 향하여 연장되는 부분적인 원환 리브로서, 구동 전달 계합부(577e), 반전 피규제부(577n), 축선 방향 피규제부(577q)를 갖는다. 즉, 출력 부재 계합부(577p)에는, 회전 방향 J 하류측의 원주방향 단면에 구동 전달 계합부(577e), 회전 방향 J 상류측의 원주방향 단면에 반전 피규제부(577n), 단면 측에 축선 방향 피규제부(577q)가 마련되어 있다. 또한, 회전 규제 단면(577m)은 반전 피규제부(577n)와 동일면의 일부로서, 원통 형상부(577c) 측에 마련되어 있다.
도 37 및 도 34의 (b)에 나타내는 바와 같이, 구동 중계부(577d)는 고정단(지지부(577f))과, 암부(577g)와, 제1 구동력 수용면으로서의 제1 피계합면(577h)과, 피구동 연결면(577j) 및 도입면(577k)을 갖는다.
제1 피계합면(577h)보다 직경 방향 내측에 있어서, 커플링 부재(577)에는 공간이 형성되어 있다(도 34의 (b) 참조). 즉, 커플링 부재(577)의 축선 주위는 개방되어 있어, 커플링 부재(577)의 내부에, 후술하는 화상 형성 장치 본체의 구동축(562)이 진입할 수 있게 되어 있다.
또한, 이하에 설명하는 구동 중계부(577d)의 형상은 실시예 4와 유사한 형상이다. 지지부(577f)는 구동 중계부(577d)의 일단측으로서 내경부(577b)와 접속하는 접속부이며, 구동 중계부(577d)의 고정단이다. 구동 중계부(577d)는, 고정단(지지부(577f))으로부터, 암부(577g)가 회전 방향 J 하류측으로 연장되어 있다. 자유단 근방의 반경 방향 내측에는 제1 피계합면(제1 구동력 수용부, 계합부)(577h), 자유단 근방의 반경 방향 외측에는 피구동 연결면(577j)이 설치되어 있다. 또한, 도입면(577k)은 반경 방향 외측에 있어서, 구동 중계부(577d)의 피구동 연결면(577j)과 암부(577g)를 연결하는 경사면이다. 이와 같이, 구동 중계부(577d)는 지지부(577f)를 지점으로 한 캔틸레버이다. 구동 중계부(577d)는, 제1 피계합면(577h)을 이동 가능하게 지지하는 지지부(탄성 부재)이다.
구동 중계부(577d), 출력 부재 계합부(577p)는 대략 동일 형상으로 복수 개소에 배치되어 있고, 본 실시예에서는 일례로서, 커플링 부재(577)의 원주방향으로 균등한 간격으로 3군데 배치(120°간격, 대략 등간격)되어 있다.
제1 피계합면(577h)의 형상은 부분적으로 원호 형상을 가지고 있다. 구동 중계부(577d)가 다른 부품으로부터 힘을 받고 있지 않는 자연 상태에 있어서, 3군데의 제1 피계합면(577h)의 원호 형상에 대하여 가상적으로 내접원 R51을 그렸을 때의 직경을 d51로 한다.
다음으로, 제어환(575d)은, 도 35의 (a) 및 도 35의 (b)에 나타내는 바와 같이, 내경측에 일단측 제어환 피지지부(575d1)와, 복귀 스프링단 계지부(575d3)와, 외경부에 있어서 반경 방향으로 돌출된 피계지부(575d4)와, 가이드부(575d11)를 갖는다.
또한, 도 35의 (a) 및 도 35의 (b)에 나타내는 바와 같이, 제어환(575d)은 단부에 있어서 화살표 M 방향을 향하여 돌출되는 부분적인 원환 리브 형상의 구동 연결 제어부(이하, 제어부)(575d5)를 가지고 있다. 도 35에 나타내는 바와 같이, 제어부(575d5)는 내경측의 면인 구동 연결면(575d6)과, 외경측의 면인 커플링 부재 지지면(575d7)을 가지고 있다. 게다가, 회전 방향 J 하류측의 원주방향 단면에 있어서 회전 피규제 단면(575d8)을 가지며, 회전 방향 J 상류측의 원주방향 단면에 있어서, 제2 구동력 수용면으로서의 제2 피계합면(575d9)을 갖는다. 이와 같이, 구동 연결면(575d6), 커플링 부재 지지면(575d7), 회전 피규제 단면(575d8), 제2 피계합면(575d9)에 의해 부분적인 원환 리브 형상을 이루고 있다. 또한, 제어부(575d5)의 단부에 있어서, 반경 방향 내측으로 연장되는 빠짐방지 형상부(575d10)를 갖는다.
또한, 도 37에 나타내는 바와 같이, 제어부(575d5)의 두께, 즉, 구동 연결면(575d6)으로부터 커플링 부재 지지면(575d7)의 거리를 두께 t로 정의한다.(구체적으로는, 두께 t는 1.5mm로 설정되어 있다). 제어부(575d5)는 회전 축선 X를 중심으로 하여 원주방향으로 균등한 간격으로 복수 개소에 배치되어 있다. 본 실시예에서는 3군데 배치(120°간격, 대략 등간격)되어 있다.
여기서, 피계지부(575d4)와 가이드부(575d11)의 위치를 지나며, 회전 축선 X에 직교하는 면을 절단면으로 하여, 구동측에서 본 단면도를 도 38의 (a)와 도 38의 (b)에 나타낸다. 도 38의 (a)는 제어 부재(576)가 제어환(575d)의 회전을 허용하는 제1 위치에 위치하고 있고 또한 제어환(575d)이 구동 전달 상태에 있어서의 위치인 제1 회전 위치에 있는 상태를 나타내고 있다.
다음으로, 도 38의 (b)는 제어 부재(576)가 제2 위치이며, 제어 부재(576)가 제어환(575d)의 피계지부(575d4)를 계지하고 있는 상태이며, 제어환(575d)은 구동 차단 상태에 있어서의 위치인 제2 회전 위치에 있는 상태를 나타내고 있다.
가이드부(575d11)는 피계지부(575d4)의 대략 동일 반경 상에 있어서, 피계지부(575d4)로부터 회전 방향 J 상류측을 향하여 원주형상으로 연장된 리브이며, 가이드부(575d11)의 자유단 측의 선단을 가이드부 선단부(575d12)로 한다.
피계지부(575d4) 및 가이드부(575d11)는 회전 축선 X를 중심으로 하여 원주방향으로 균등한 간격으로 3군데(120°간격, 대략 등간격)에 배치되어 있다.
이어서, 출력 부재(575b) 및 복귀 스프링(575c)의 구성 설명을 더하면서, 전달 해제 기구(575)를 구성하는 부품 간의 관계에 대해 상세하게 설명한다.
출력 부재(575b)에 대해 설명한다. 출력 부재(575b)는, 도 35의 (a) 및 도 35의 (b)에 나타내는 바와 같이, 피계합 구멍부(575b1), 계합홈(575b2), 제어환 계합축(575b3), 제어환 축선 방향 규제면(이하, 단순히 규제면)(575b4), 복귀 스프링단 타단측 계지부(575b5), 커플링 계합부(575b6)를 갖는다.
도 35의 (b)에 나타내는 커플링 계합부(575b6)는 구동 전달 피계합면(575b7), 반전 규제면(575b8), 축선 방향 규제면(575b9) 및 회전 방향 선단면(575b10)을 가지고 있다. 구체적으로 커플링 계합부(575b6)의 형상에 대해 설명한다. 어떤 하나의 위상에 있어서의 규제면(575b4)과 접속하도록 원환 리브 형상이 축선 방향의 화살표 M 방향으로 연장되어 있다. 이 원환 리브 형상에는 회전 방향 J 하류측에 있어서 회전 방향 선단면(575b10)이 마련되고, 회전 방향 J 상류측에 있어서 구동 전달 피계합면(575b7)이 마련되어 있다. 게다가, 구동 전달 피계합면(575b7)은 규제면(575b4)보다 축선 방향의 화살표 N 방향으로 연장되어 있어, 구동 전달 피계합면(575b7)보다 회전 방향 J 상류측에 배치되는 반전 규제면(575b8)과의 사이에서 오목부를 형성한다. 축선 방향 규제면(575b9)은 오목부의 저면이며, 구동 전달 피계합면(575b7)과 반전 규제면(575b8)의 사이에 배치된다. 그리고, 반전 규제면(575b8)은 다음 위상에 있어서의 규제면(575b4)과 접속하고, 대략 동일 형상으로 원주방향으로 균등한 간격으로 3군데에 배치된다.
커플링 계합부(575b6)는 커플링 부재(577)의 출력 부재 계합부(577p)와 계합한다. 도 36의 (b)에는 커플링 계합부(575b6)와 출력 부재 계합부(577p)의 계합부를 나타내고 있다. 구동 전달 피계합면(575b7)은 커플링 부재(577)의 구동 전달 계합부(577e)와 계합하고, 커플링 부재(577)의 구동력을 받기 위한 구동력 수용부이다. 또한, 반전 규제면(575b8)은 커플링 부재(577)의 반전 피규제부(577n)와 계합하고, 커플링 부재(577)가 회전 방향 -J로 회전하는 것을 규제한다. 또한, 도 36의 (a)에 나타내는 바와 같이, 축선 방향에 있어서, 축선 방향 규제면(575b9)은 커플링 부재(577)의 축선 방향 피규제부(577q)와 면하고 있어, 커플링 부재(577)의 축선 방향 위치를 규제한다.
이와 같이, 출력 부재(575b)와 커플링 부재(577)는 회전 방향으로 계합되어 있어, 일체적으로 회전할 수 있다. 출력 부재(575b)를 커플링 부재(577)의 일부로 간주할 수도 있다.
또한, 출력 부재(575b)와 커플링 부재(577)가 일체적으로 회전할 때에는, 출력 부재 계합부(577p) 및 커플링 계합부(575b6)는, 회전 방향 선단면(575b10)(도 35의 (b), 도 38)을 선두로 하여 회전한다.
다음으로, 제어환(575d)과 출력 부재(575b) 및 커플링 부재(577)의 관계에 대해 설명한다.
도 36의 (b)에 나타내는 바와 같이, 제어환(575d)은 일단측 제어환 피지지부(575d1)에 있어서, 출력 부재(575b)의 제어환 계합축(575b3)에 의해 일단측을 회전 가능하게 지지되어 있다. 또한, 제어환(575d)의 단부에 있어서 화살표 M 방향을 향하여 돌출되는 제어부(575d5)는, 도 37에 나타내는 바와 같이, 외경측의 면인 커플링 부재 지지면(575d7)이 커플링 부재(577)의 내경부(577b)에 대하여 회동 가능하게 계합하고 있다. 또한, 본 실시예에 있어서도, 구동 중계부(577d)와 제어부(575d5)는 각각 3군데 설치되어 있지만, 각각이 상대 가능하게 되도록 배치되어 있다. 또한, 후술하는 바와 같이 본 실시예에 있어서도 제어환(575d)은 커플링 부재(577)에 대하여 회전 축선 X를 중심으로 상대적으로 이동 가능하며, 구동 차단 상태와 구동 전달 상태에 따라, 제어환(575d)을 커플링 부재(577)와의 상대 위치가 전환된다. 즉, 본 실시예에 있어서도 제어환(575d)은 구동 전달 상태인 제1 위치(제1 회전 위치)와, 구동 차단 상태인 제2 위치(제2 회전 위치)를 이동하는 것이 가능하다.
도 36의 (a) 및 도 36의 (b)에 나타내는 바와 같이, 제어환(575d)에 있어서의 피계지부(575d4)와 가이드부(575d11)는, 축선 방향에 있어서, 출력 부재(575b)의 규제면(575b4)과, 커플링 부재(577)의 원통 형상부(577c)의 사이에 배치되어 있다. 가이드부(575d11)의 반경 방향 내측에는 커플링 부재(577)의 출력 부재 계합부(577p)와, 출력 부재(575b)의 커플링 계합부(575b6)가 배치되어 있다. 또한, 출력 부재(575b)의 커플링 계합부(575b6)에 있어서의 회전 방향 선단면(575b10)은, 제어환(575d)이 제1 회전 위치와 제2 회전 위치 중 어느 위치에 있어서도 가이드부(575d11)에 덮여 있는 상태이다. 즉, 회전 방향 선단면(575b10)은 가이드부 선단부(575d12)보다 회전 방향 J의 하류측에 배치되어 있다.
다음으로, 도 35의 (a), 도 35의 (b), 도 36의 (b), 도 38의 (b)를 이용하여 복귀 스프링(탄성 부재)(575c)에 대해 설명한다. 도 35에 나타내는 바와 같이, 복귀 스프링(575c)은 비틀림 코일 스프링이다.
도 36의 (b)에 나타내는 바와 같이, 코일 부분(575c1)은 출력 부재(575b)의 제어환 계합축(575b3)에 지지되어 있다. 복귀 스프링(575c)의 일단측 암부(575c2)는 제어환(575d)의 복귀 스프링단 계지부(575d3)에 계합하고, 타단측 암부(575c3)는 출력 부재(575b)의 복귀 스프링단 타단측 계지부(575b5)에 계합한다. 이 때문에, 도 37에 나타내는 바와 같이, 복귀 스프링(575c)은 출력 부재(575b)와 제어환(575d)의 사이에서 작용하고, 제어환(575d)에 대하여 회전 축선 X 상에 있어서 화살표 K 방향으로 모멘트 M5를 부여하고 있다. 이 복귀 스프링(575c)에 의한 화살표 K 방향의 모멘트 M5는, 제어환(575d)의 제어부(575d5)가 커플링 부재(577)의 피구동 연결면(577j)으로부터 퇴피하는 측으로 이동하도록, 제어환(575d)에 대하여 작용하고 있다. 그 결과로서, 제어환(575d)에 외부로부터의 힘이 가압되지 않고 있는 상태에 있어서는, 제어환(575d)은 제2 위치(제2 회전 위치)에 있고, 구동 연결 제어부(575d5)가 피구동 연결면(577j)으로부터 퇴피하고 있는 상태이다.
본 실시예에서는 실시형태의 일례로서, 전달 해제 기구(575)를 유닛화하고, 조립성을 향상시키고 있다. 그 때문에, 도 36의 (b)에 나타내는 바와 같이, 출력 부재(575b)의 복귀 스프링단 타단측 계지부(575b5)에 있어서, 복귀 스프링(575c)의 타단측 암부(575c3)를 축선 방향으로 계지하고 있다. 그리고, 복귀 스프링(575c)의 일단측 암부(575c2)에 의해, 제어환(575d)을 축선 방향으로 계지하고, 제어환(575d)의 빠짐방지 형상부(575d10)에 의해, 커플링 부재(577)의 구동 중계부(577d)를 축선 방향으로 계지하고 있다.
다음으로, 전달 해제 기구(575)와 하류측 전달 부재(571) 및 현상 커버 부재(532)의 관계에 대해 설명한다.
하류측 전달 부재(전달 기어)(571)는, 도 32에 나타내는 원통 내부의 구성 이외에는 실시예 4와 마찬가지이며, 베어링 부재(545)와 현상 커버 부재(532)에 의해, 그 양단을 회전 가능하게 지지된다. 또한, 원통 내부의 구성은 실시예 1과 마찬가지이며, 회전 축선 X 상에 계합축(축부)(571a)을 가지며, 계합축(571a)으로부터 반경 방향으로 방사상으로 연장되는 계합 리브(57lb), 전달 해제 기구(575)와 접촉하는 길이 방향 접촉 단면(571c)을 가지고 있다.
전달 해제 기구(575)는 출력 부재(575b)의 피계합 구멍부(575b1)가 계합축(571a)에 계합되고, 하류측 전달 부재(571)에 대하여 회전 축선 X에 있어서 동축 상에 지지된다.
또한, 전달 해제 기구(575)는 커플링 부재(577)의 외경부(577a)가 현상 커버 부재(532)의 내경(532q)에 의해 회동 가능하게 지지되어 있다. 즉, 전달 해제 기구(575)는 현상 커버 부재(532)와 하류측 전달 부재(571)에 의해, 그 양단을 회전 축선 X에 있어서 동축상에 지지되어 있다.
또한, 하류측 전달 부재(571)의 계합 리브(57lb)가 전달 해제 기구(575)의 계합홈(575b2)에 삽입된 상태이다. 이에 의해, 전달 해제 기구(575)가 회전했을 때에 하류측 전달 부재(571)에 구동력을 전달하는 것이 가능해진다. 즉, 계합 리브(57lb)는 구동력을 받기 위한 구동력 수용부이다.
이와 같이, 전달 해제 기구(575)는 현상 유닛(509) 나아가서는 카트리지(P) 중에서, 회전 축선 X에 의해 지지되어 있다. 전달 해제 기구(575)는, 장치 본체(2)에 장착되었을 때에 장치 본체(2)에 마련된 본체 구동축(562)으로부터 제1 전달 부재로서의 커플링 부재(577)를 통하여 구동력을 얻는다.
이 커플링 부재(577)는 장치 본체(2)의 본체 구동축(562)에 결합 및 이탈 가능하게 구성되어 있다.
[본체 구동축의 구성]
제1 전달 부재로서의 커플링 부재(577)는 도 33, 도 34의 (c), 도 39에 나타내는 본체 구동축(562)과 계합하고, 장치 본체(2)에 마련된 구동 모터(도시하지 않음)로부터 구동력이 전달된다. 여기서, 도 33을 이용하여 본체 구동축(562)의 구성을 설명한다.
도 34의 (c)는 본체 구동축(562)의 사시도이며, 도 39의 (a)는 본체 구동축(562)의 외형도이다. 도 39의 (b)는 화상 형성 장치 본체에 장착한 상태이며, 전달 해제 기구(575)와 본체 구동축(562)이 계합하기 전의 상태에 있어서, 회전 축선 X(회전 축선)을 따라 절단한 단면도이다. 도 39의 (c)는, 화상 형성 장치 본체에 장착한 상태로서, 전달 해제 기구(575)와 본체 구동축(562)이 계합한 상태에 있어서, 회전 축선 X(회전 축선)를 따라 절단한 단면도이다.
도 39의 (b)에 나타내는 바와 같이 본체 구동축(562)은 제1 출력 부재(제1 본체측 커플링)(562a)와, 제2 출력 부재(제2 본체측 커플링)(562b)와, 토크 리미터(562c)로 구성된다. 이들은 동축상으로 배치되어 있다. 또한, 본체 구동축(562)은, 제1 전달 부재로서의 커플링 부재(577)에 있어서의 회전 축선 X와 대략 동축상에 배치되어 있다.
본체 구동축(562)은 도시하지 않는 구동 모터와 연결하고 있고, 구동력을 얻어서 회전한다. 또한, 제1 출력 부재(562a)는 상류측 구동축(562d)과 일체적으로 구성되어 구동력이 전달된다. 다음으로, 제2 출력 부재(562b)는 토크 리미터(562c)와 연결되어 있고, 토크 리미터(562c)는 상류측 구동축(562d)에 대하여 장착되어 있다. 즉, 제2 출력 부재(562b)는 토크 리미터(562c)를 통하여 상류측 구동축(562d)과 접속되어 있다. 그 때문에, 제2 출력 부재(562b)는 소정의 토크까지는 상류측 구동축(562d)과 일체적으로 회전하고, 소정 이상의 토크가 발생한 경우에는, 상류측 구동축(562d)에 대하여 상대적으로 회전할 수 있다.
이어서, 제1 전달 부재에 대하여 구동을 전달하는 제1 출력 부재(562a)의 상세 형상에 대해 설명한다.
도 40의 (a)는, 도 39의 (c)에 나타내는 SS2에 있어서 회전 축선 X에 대하여 수직인 방향으로 절단한 단면도이며, 제1 출력 부재(562a)와, 제2 출력 부재(562b)와, 제어환(575d)의 제어부(575d5)와 커플링 부재(577)를 절단하는 단면도이다.
도 40의 (b)는, 도 39의 (c)에 나타내는 SS1에 있어서 회전 축선 X에 대하여 수직인 방향으로 절단한 단면도이며, 제1 출력 부재(562a)와, 제2 출력 부재(562b)와, 제어환(575d)의 제어부(575d5)를 절단하는 단면도이다.
도 39의 (b)에 나타내는 바와 같이, 제1 출력 부재(562a)는 회전 축선을 따라 카트리지 측을 향하여 돌출되는 돌기 형상의 구동 전달 계합부(562g)를 구비한다.
구동 전달 계합부(562g)는, 도 40의 (a)에 나타내는 바와 같이, 구동 전달면(562h)과 외주부(562j)와 퇴피부(562k)를 가지고 있다. 그리고, 모터로부터 받은 회전 구동력은, 구동 전달 계합부(562g)에 마련된 구동 전달면(562h)을 통하여 카트리지(P) 측의 제1 전달 부재로서의 커플링 부재(577)로 전달된다.
구체적으로는, 구동 전달 계합부(562g)는 볼록 형상의 다각 기둥이며, 커플링 부재(577)에 있어서의 구동 중계부(577d)의 설치 수에 맞추어, 3군데의 구동 전달면(562h)을 갖는다. 구동 전달 계합부(562g)는 실시예 4의 구동 전달 계합부(474g)(도 29의 (a) 등 참조)와 유사 구조이다.
구동 전달 계합부(562g)에는, 그 외주부(562j)로부터 회전 방향 J 하류측을 향하여 구동 전달면(562h)이 접속되고, 구동 전달면(562h)보다 회전 방향 J 하류측으로 퇴피부(562k)가 설치되어 있다. 외주부(562j)는 다각 기둥의 외접원 R50의 일부로서 그 직경을 d50으로 한다.
또한, 제1 출력 부재(562a)는 회전 축선을 따라 카트리지(P) 측의 단부로 빠짐방지 플랜지(562q)를 가지고 있다. 빠짐방지 플랜지(562q)의 직경은 외주부(562j)의 직경과 같이 d50이다. 즉, 빠짐방지 플랜지(562q)는 부분적인 원호 형상이었던 외주부(562j)를 원주방향에 접속해서 원형형상으로 한 것이다. 빠짐방지 플랜지(562q)가 제1 출력 부재(562a)의 단부에 마련됨으로써, 빠짐방지 플랜지(562q)와 구동 전달 계합부(562g)를 접속하는 빠짐방지면(562m)이 형성된다.
다음으로, 제어환에 대하여 구동을 전달하는, 제2 출력 부재(562b)의 상세 형상에 대해 설명한다. 도 39의 (a) 및 도 39의 (b)에 나타내는 바와 같이, 제2 출력 부재(562b)는 제1 출력 부재(562a)와 동축상이며, 제1 출력 부재(562a)보다 반경 방향 외측에 설치되어 있다. 제2 출력 부재(562b)는 회전 축선을 따라 카트리지(P) 측을 향하여 돌출되는 원환 리브 형상의 제2 구동 전달부(562n)를 구비한다. 도 40의 (b)에 나타내는 바와 같이, 제2 구동 전달부(562n)의 회전 방향 J 하류측에는 제2 구동 전달면(562p)이 마련되어 있다. 제2 구동 전달면(562p)은 카트리지(P)의 제2 구동력 수용면(제2 구동력 수용부)으로서의 제2 피계합면(575d9)에 대하여 구동을 전달한다.
제2 구동 전달부(562n)는 제어환(575d)에 마련된 제2 피계합면(575d9)의 설치 수에 맞추어, 3군데 설치되어 있다. 제2 출력 부재(562b)는 상술한 바와 같이 토크 리미터(562c)와 연결되어 있고, 토크 리미터(562c)와 연동하여 회전한다.
[카트리지(P)의 본체에의 장착]
이어서, 카트리지(P)(PY·PM·PC·PK)를 장치 본체(2)에 대하여 장착할 때의 본체 구동축(562)과 전달 해제 기구(575)의 계합 상태에 대해 설명한다.
카트리지(P)를 장치 본체(2)에 대하여 장착한 후에 전면 도어(3)(도 2)를 닫으면, 전면 도어(3)를 닫는 동작에 연동하여, 본체 구동축(562)은 도 39의 (b)로부터 도 39의 (c)로 회전 축선 X의 방향으로 이동하고, 카트리지(P)에 대하여 근접한다.
이때, 도 37에서 설명한 바와 같이, 전달 해제 기구(575)는 장치 본체(2)에 장착하기 전의 상태에서는, 복귀 스프링(575c)의 작용에 의해, 제어환(575d)은 제2 회전 위치에 있고, 제어부(575d5)가 피구동 연결면(577j)으로부터 퇴피하고 있는 상태이다.
즉, 도 40의 (a)에 나타내는 바와 같이, 커플링 부재(577)의 구동 중계부(577d)는 다른 부품으로부터 힘을 받고 있지 않는 자연 상태로서, 3군데의 제1 피계합면(577h)이 형성하는 내접원 R51은 직경 d51이다.
이에 대하여, 구동 전달부 계합부(562g)의 외주부(562j)에 있어서의 직경 d50은 다음과 같이 d50 < d51이라고 설정하고 있다. 구체적으로는, 직경 d51은 9.6mm이며, 직경 d50은 8mm이다.
이와 같이, 커플링 부재(577)의 3군데의 제1 피계합면(577h)이 형성하는 내접원 R51의 직경 d51의 쪽이, 본체 구동축(562)의 구동 전달부 계합부(562g)의 직경 d51보다 크게 설정되어 있다. 이에 의해, 카트리지(P)를 장치 본체(2)에 삽입함에 따라, 본체 구동축(562)이 커플링 부재(577)에 진입하고, 본체 구동축(562)과 커플링 부재(577)가 계합할 수 있다.
이하에서는, 도 38 내지 도 45를 이용하여, 전달 해제 기구(575)와 본체 구동축(562)의 관계를 상세하게 설명한다. 그리고, 구동 차단 상태, 구동 전달 동작, 구동 전달 상태 및 구동 차단 동작 등 각 상태나 동작에 대하여 제어환(575d)과 커플링 부재(577)와 본체 구동축(562)의 위치 관계에 대해 설명해 간다.
도 38의 (a)는 제어 부재(576)가 제어환(575d)의 회전을 허용하는 제1 위치에 위치하고 있고, 제어환(575d)은 구동 전달 상태에 있어서의 위치인 제1 회전 위치에 있는 상태를 나타내고 있다. 제어 부재(576)가 제1 위치에 있는 경우, 제어 부재(576)의 접촉면(576b)이 제어환(575d)의 피계지부(575d4)의 회전 궤적 A(이점쇄선)보다 외측에 위치하고 있고, 전달 해제 기구(575)로부터 떨어진 위치이다.
다음으로, 도 38의 (b)는 제어 부재(576)가 제2 위치로서, 제어 부재(576)가 제어환(575d)의 피계지부(575d4)를 계지하고 있는 상태이며, 제어환(575d)은 구동 차단 상태에 있어서의 위치인 제2 회전 위치에 있는 상태를 나타내고 있다.
제어 부재(576)가 제2 위치에 있는 경우, 제어 부재(576)의 접촉면(576b)이 제어환(575d)의 피계지부(575d4)의 회전 궤적 A(이점쇄선)보다 내측에 위치하고 있다. 그 때문에, 제어 부재(576)의 접촉면(576b)은, 제어환(575d)의 피계지부(575d4)를 계지하여, 제어환(575d)의 회전을 규제하려고 한다.
도 42 및 도 43에는 전달 해제 기구(575)와 현상 커버 부재(532)와 제어 부재(576)와 본체 구동축(562)을 나타내고 있고, 각 상태에 있어서의 각 부품의 위치 관계를 나타내고 있다.
도 42의 (a)는 구동 차단 상태이며, 제어 부재(576)는 제2 위치이며, 제어환(575d)은 제2 회전 위치이다. 이때, 제어 부재(576)의 접촉면(576b)은 도 38의 (b)에 나타내는 바와 같이, 제어환(575d)의 피계지부(575d4)와 접촉하고 있는 상태이다.
도 42의 (b)는 구동 전달 동작에 있어서의 하나의 상태이며, 제어 부재(576)는 제1 위치이며, 제어환(575d)은 제2 회전 위치로부터 제1 회전 위치로 이동할 때의 하나의 상태이다. 이때, 제어 부재(576)의 접촉면(576b)은 도 38의 (a)에 나타내는 바와 같이, 제어환(575d)의 피계지부(575d4)로부터 퇴피하고 있는 상태이다.
도 43의 (a)는 구동 전달 상태로서, 제어 부재(576)는 제1 위치이며, 제어환(575d)은 제1 회전 위치이다. 이때, 제어 부재(576)의 접촉면(576b)은 도 38의 (a)에 나타내는 바와 같이, 제어환(575d)의 피계지부(575d4)로부터 퇴피하고 있는 상태이다.
도 43의 (b)는 구동 차단 동작에 있어서의 하나의 상태로서, 제어 부재(576)는 제2 위치이며, 제어환(575d)은 제1 회전 위치로부터 제2 회전 위치로 이동할 때의 하나의 상태이다. 이때, 제어 부재(576)의 접촉면(576b)은 도 38의 (b)에 나타내는 바와 같이, 제어환(575d)의 피계지부(575d4)와 접촉하고 있는 상태이다.
이하, 순서대로 상세의 상태에 대해 설명해 간다.
[구동 차단 상태 1]
카트리지(P)를 장치 본체(2)에 대하여 장착한 직후에 있어서, 전달 해제 기구(575)는 도 40의 (a)에 나타내는 바와 같은 구동 차단 상태이다. 구체적으로 설명해 간다.
카트리지(P)를 장치 본체(2)에 대하여 장착한 직후에 있어서 본체 구동축(562)과 전달 해제 기구(575)가 상대적인 위상에 의해, 2개의 위상을 상정해서 설명한다.
먼저, 도 41의 (b)에 나타내는 바와 같이, 본체 구동축(562)의 제2 출력 부재(562b)에 원환 리브 형상의 제2 구동 전달부(562n)가, 제어환(575d)에 마련된 원환 리브 형상의 제어부(575d5)의 위상과 겹친다. 그리고 축선 방향에 있어서, 서로의 원환 리브의 단면끼리가 접촉하고 있는 상태이다.
이 상태를 장착 시 제1 위상으로 한다. 도 41의 (a)는 장착시 제1 위상에 있어서, 전달 해제 기구(575)와 본체 구동축(562)이 계합한 상태에 있어서, 회전 축선 X(회전 축선)에 따라 절단한 단면도이다.
도 41의 (b)는, 도 41의 (a)에 나타내는 SS3에 있어서 회전 축선 X에 대하여 수직인 방향으로 절단한 단면도이며, 제1 출력 부재(562a)와, 제2 출력 부재(562b)의 제2 구동 전달부(562n)를 절단하는 단면도이다.
장착 시 제1 위상에서는, 본체 구동축(562)이 전달 해제 기구(575)에 대하여 최종적인 위치에 들어가 있지 않는 상태이다.
또한, 제2 출력 부재(562b)는 제1 출력 부재(562a)에 대하여, 축선 방향에 대하여 일정량 상대적으로 이동 가능하며, 또한 제2 출력 부재(562b)는 도시하지 않는 가압 스프링에 의해 축선 방향에 있어서의 카트리지(P) 측으로 가압된 상태이다.
또한, 제1 출력 부재(562a)는 장착 시 제1 위상에 있어서도, 도 41의 (a)에 나타내는 바와 같이, 커플링 부재(577)에 대하여 삽입된 상태이다. 장착 시 제1 위상에 있어서, 장치 본체(2)의 도시하지 않는 모터가 회전하면, 상류측 구동축(562d) 및 제1 출력 부재(562a)는 회전한다. 그런데, 커플링 부재(577)의 3군데의 제1 피계합면(577h)이 자연 상태에 있어서, 구동 전달부 계합부(562g)의 직경 d51보다 반경 방향 외측에 있기 때문에, 본체 구동축(562)의 회전을 커플링 부재(577)에 전달할 수 없는 구동 차단 상태이다.
한편, 토크 리미터(562c)를 통하여 구동을 받는 제2 구동 전달부(562n)는 제어환(575d)의 제어부(575d5)의 단면과 접촉하면서 회전한다. 제2 구동 전달부(562n)가 회전하면, 제2 구동 전달부(562n)의 위상이 3군데에 마련된 제어부(575d5)의 사이에 도달하고, 도시하지 않는 가압 스프링에 의해 제2 구동 전달부(562n)는 화살표 N 방향으로 이동한다. 이 결과, 도 39의 (c) 및 도 40의 (a)에 나타내는 바와 같은 제2 구동 전달부(562n)는 제어부(575d5)의 사이에 배치된 상태가 된다. 이 상태를 장착 시 제2 위상으로 한다.
본체 구동축(562)과 전달 해제 기구(575)의 위상에 따라서는, 카트리지(P)를 장치 본체(2)에 대하여 장착한 직후에 장착 시 제2 위상인 경우도 있다.
장착 시 제2 위상에 있어서, 제2 구동 전달면(562p)과 제2 피계합면(575d9)이 비접촉인 경우에는, 제어부(575d5)가 피구동 연결면(577j)으로부터 퇴피하고 있는 상태이다. 본체 구동축(562)의 회전을 커플링 부재(577)에 전달할 수 없는 구동 차단 상태가 유지된다.
[구동 전달 동작]
이어서, 구동 차단 상태로부터 구동 전달 상태로 옮겨가는 구동 전달 동작에 대해 설명한다.
도 44의 (a)는 구동 전달 상태로부터 구동 차단 상태로 옮겨가는 구동 차단 동작의 하나의 상태를 나타내고 있다.
구동 전달 동작의 개시 시에, 제어 부재(576)는, 도 38의 (a)에 나타내는 바와 같은, 제어환(575d)의 회전을 허용하는 제1 위치에 위치하고 있다. 또한, 이때의 제어 부재(576)의 동작에 대해서는, 실시예 1과 마찬가지이기 때문에, 설명을 생략한다. 제어 부재(576)가 제1 위치인 경우, 제어환(575d)에 대하여 제어 부재(576)는 접촉하지 않는 상태이며, 제어환(575d)의 회전을 허용한다.
상류측 구동축(562d)가 도 40의 (a)에 나타내는 상태로부터 화살표 J 방향으로 회전하면, 상류측 구동축(562d)과 토크 리미터(562c)를 통하여 접속되어 있는 제2 출력 부재(562b)도 회전한다. 이 토크 리미터(562c)의 효과에 의해, 제2 출력 부재(562b)의 회전에 필요한 토크가 소정의 크기가 될 때까지는, 제2 출력 부재(562b)가 제1 출력 부재(562a)와 일체적으로 회전한다.
이 때문에, 구동 전달 동작이 개시하면, 정지하고 있는 제어환(575d)에 대하여, 제2 출력 부재(562b)는 회전한다. 제2 출력 부재(562b)에 마련된 제2 구동 전달면(562p)은 제어환(575d)에 마련된 제2 피계합면(제2 구동력 수용부, 가압력 수용부)(575d9)이 접촉하는 위치까지 도달한다.
제어환(575d)은 제2 피계합면(575d9)에 있어서, 제2 출력 부재(562b)로부터의 구동력을 받고, 커플링 부재(577)에 대하여 상대적으로 회전하기 시작한다. 즉, 현상 롤러나 커플링 부재(577)가 정지하고 있는 상태에서, 제어환(575d)이 먼저 구동력(제2 구동력, 제2 회전력, 가압력)을 받아서 움직이기 시작한다.
제어환(575d)의 구동 연결면(575d6)은 구동 중계부(577d)와 비접촉의 상태였던 도 40의 (a)에 나타내는 구동 차단 상태 1로부터 회전이 진행하고, 도 44의 (a)에 나타내는 바와 같이 구동 연결면(575d6)은 커플링 부재(577)의 도입면(577k)과 접촉하기 시작한다. 도입면(577k)은 구동 중계부(577d)의 피구동 연결면(577j)과 암부(577g)를 연결하는 경사면이며, 구동 연결면(575d6)은 도입면(577k)과 접촉하면서 회전 방향 J 방향으로 회전을 진행하여 간다. 제어부(575d5)는 도입면(577k)과의 접촉 위치 T52에 있어서, 도입면(577k)에 대하여 힘 f52를 발생시킨다.
여기서, 커플링 부재(577)의 구동 중계부(577d)는 지지부(577f)를 지점으로 한 캔틸레버이다. 구동 중계부(577d)의 자유단 측인 도입면(577k)이 접촉 위치 T52에 있어서 구동 연결면(575d6)으로부터 힘 f52를 받음으로써, 구동 중계부(577d)에는 굽힘 모멘트 M52가 발생한다. 이에 의해, 구동 중계부(577d)에는 지지부(577f)를 지점으로 한 반경 방향 내측으로의 휨이 발생하고, 구동 중계부(577d)는 탄성 변형에 의해 반경 방향 내측으로 이동한다.
나아가, 제어환(575d)이 커플링 부재(577)에 대하여 상대적으로 회전하면, 제어환(575d)의 회전은 제어환(575d)에 마련된 회전 피규제 단면(575d8)과 커플링 부재(577)에 마련된 회전 규제 단면(577m)이 접촉할 때까지 진행한다. 회전 피규제 단면(575d8)과 회전 규제 단면(577m)이 접촉하는 상태가 도 44의 (b)에 나타내는 구동 전달 상태이다. 도 44의 (b)에 나타내는 구동 전달 상태에서는, 제어부(575d5)는 커플링 부재(577)의 피구동 연결면(577j)을 접촉한다.
도 40의 (a)에 나타내는 구동 차단 상태 1에 있어서, 커플링 부재(577)에 있어서의 내경부(577b)와 피구동 연결면(577j)의 사이는 간극 s0이며, 제어환(575d)에 있어서의 제어부(575d5)의 두께 t와의 관계는 간극 s0 < 두께 t이다. 간극 s0에 대하여 제어부(575d5)의 두께 t의 쪽이 크기 때문에, 도 44의 (b)에 나타내는 바와 같이 구동 전달 동작에 있어서 제어환(575d)의 회전이 진행하면, 제어부(575d5)가 간극 s0을 넓힌다.
간극 s0에 대하여 제어부(575d5)가 삽입된 결과, 커플링 부재(577)의 내경부(577b)와 피구동 연결면(577j)의 간극은 간극 s1로 전환된다. 구체적으로, 간극 s1은 두께 t과 대략 동등하다. 또한, 구동 중계부(577d)를 반경 방향 내측으로 탄성 변형시키는 휨량은 두께 t과 간극 s0의 차분에 상당한다.
여기서, 제어부(575d5)가 도입면(577k)에 접촉하는 경우에 있어서의, 3군데의 피계합면(577h)의 내접원의 직경을 d53으로 한다. 직경 d53은 구동 중계부(577d)를 반경 방향 내측으로 탄성 변형한 만큼, 도 40의 (a)에 나타내는 구동 차단 상태 1에 있어서의 내접원 R51의 직경 d51보다 작아진다. 또한, 구동 전달 상태에 있어서의 3군데의 피계합면(577h)에 대하여 가상적으로 내접원 R52를 그렸을 때의 직경을 d52라고 한다. 구동 중계부(577d)가 변형한 결과의 직경 d52가, 본체 구동축(562)의 구동 전달 계합부(562g)의 외주부(562j)에 있어서의 직경 d50에 대하여, d52 < d50이 되도록 제어부(575d5)의 두께 t를 설정하고 있다.
또한, 구동 전달 동작에 의한 제어부(575d5)가 커플링 부재(577)의 도입면(577g)과 접촉하면서 회전을 진행하면, 도 44의 (a)에 나타내는 상태로부터 도 44의 (b)에 나타내는 상태로 된다. 이 과정에 있어서, 구동 차단 상태에 있어서의 내접원 R51의 직경 d51로부터 구동 전달 상태에 있어서의 내접원 R52의 직경 d52까지 단계적으로 내접원의 직경이 작아져 간다. 즉, 피계합면(계합부, 구동력 수용부)(577h)은, 직경 방향 외측의 제2 위치(비계합 위치)로부터, 직경 방향의 내측의 제1 위치(계합 위치)로 이동해 간다.
이에 의해, 커플링 부재(577)의 피계합면(577h)은 본체 구동축(562)의 구동 전달면(562h)과 계합할 수 있는 상태로 전환되고, 도 44의 (b)에 나타내는 바와 같이 본체 구동축(562)의 회전을 하류측 전달 부재(571)에 전달하는 구동 전달 상태가 된다.
여기서, 구동 전달 동작에 의해 구동 전달 상태로 이행하는 과정에 대하여, 본체 구동축(562)이 갖는 토크 리미터(562c)의 설정 및 작용에 대해 설명한다. 실시예 4에서는 토크 리미터가 카트리지의 제1 전달 부재와 제어환의 사이에 마련되어 있었지만, 본 실시예에서는 토크 리미터(562c)가 화상 형성 장치 본체의 본체 구동축(562)에 마련되어 있다.
토크 리미터(562c)의 작용에 의해, 제2 출력 부재(562b)에 작용하는 토크가 소정 토크까지는, 제2 출력 부재(562b)는 상류측 구동축(562d)과 일체적으로 회전한다. 또한, 제2 출력 부재(562b)에 작용하는 토크가 소정 이상인 경우에는, 토크 리미터(562c)의 작용에 의해 제2 출력 부재(562b)가 정지한 채로 되지만, 본체 구동축(562)은 회전할 수 있다.
구동 전달 동작에서는, 간극 s0을 넓히면서 제어부(575d5)가 커플링 부재(577)에 대하여 회동한다. 즉, 구동 전달 동작에서는, 피구동 연결면(577j)이 구동 연결면(575d6)과 접촉하고, 구동 중계부(577d)를 반경 방향 내측으로 탄성 변형시킬 때의 부하 저항이 발생하고 있다. 게다가, 본 실시예에 있어서, 전달 해제 기구(575)에는 복귀 스프링(575c)이 설치되어 있고, 제어환(575d)에 대하여 화살표 K 방향에 대하여 모멘트 M5가 작용하고 있다. 이 화살표 K 방향의 모멘트 M5는 제2 출력 부재(562b)가 제어환(575d)을 회전 방향 J로 회전시킬 때에 부하 저항으로서 겹친다. 이 부하 저항에 의해, 제2 출력 부재(562b)의 회전이 정지하지 않도록 토크 리미터(562c)의 공전 토크를 설정할 필요가 있다. 본 실시예에 있어서, 구동 중계부(577d)에 있어서의 반경 방향 내측으로의 탄성 변형량은 1.6mm로 설정되어 있고, 복귀 스프링(575c)의 모멘트 M을 1.5N·cm로 하고, 전달 해제 기구(575)가 갖는 토크 리미터(562c)의 공전 토크는 4.9N·cm로 설정되어 있다.
다음으로, 도 44의 (b)에 나타내는 구동 전달 상태로 이행한 상태에서는, 제어환(575d)은 회전 피규제 단면(575d8)과 회전 규제 단면(577m)이 접촉하는 위치에 도달하고 있다. 이 상태에 있어서, 제어환(575d)은 커플링 부재(577)와 연결하는 하류측 전달 부재(571)의 부하 토크를 받는다. 즉, 제어환(575d)에 대하여 구동 전달하는 제2 출력 부재(562b)도 마찬가지로 하류측 전달 부재(571)의 부하 토크를 받고 있다.
토크 리미터(562c)는 하류측 전달 부재(571)의 부하 토크 이하로 공전 토크를 설정하고 있어, 하류측 전달 부재(571)를 회전시킬 수 없다. 즉, 제2 출력 부재(562b) 및 제어환(575d)은 커플링 부재(577)에 대하여 상대적인 회전이 정지하고 있어, 제어환(575d)이 커플링 부재(577)로부터 회전 규제된 상태가 된다.
이 제어환(575d)의 회전 피규제 단면(575d8)과 커플링 부재(577)의 회전 규제 단면(577m)이 접촉하는 위치를 제1 위치(제1 회전 위치)로 한다. 제1 회전 위치는 구동 전달 상태에 있어서의 제어환(575d)의 위치이다.
여기서, 구동 전달 동작 중의 하나의 상태에 있어서의 커플링 부재(577)의 피계합면(577h)의 회전 방향 위상에 대하여, 구동 전달 동작의 설명을 더한다. 구체적으로는 2개의 위상조합에 있어서의 구동 전달 동작에 대한 설명이다. 첫 번째의 위상조합은 도 45의 (a)에 나타내는 바와 같은 피계합면(577h)의 회전 방향 위상이, 본체 구동축(562)의 구동 전달 계합부(562g)의 퇴피부(562k)에 위치하는 경우이다. 다음으로, 2번째의 위상조합은 도 44의 (a)에 나타내는 바와 같은 피계합면(577h)에 있어서의 회전 방향 위상이, 구동 전달 계합부(562g)의 외주부(562j) 및 구동 전달면(562h)에 위치하는 경우이다.
구동 전달 동작에 있어서, 제어환(575d)이 커플링 부재(577)에 대하여 상대적으로 회전하면, 제어환(575d)의 제어부(575d5)가 커플링 부재(577)의 구동 중계부(577d)를 반경 방향 내측으로 탄성 변형시킨다.
도 45의 (a)에 나타내는 바와 같이 첫 번째의 위상조합인 경우, 피계합면(577h)은 퇴피부(562k)에 위치하기 때문에, 피계합면(577h)은 구동 전달 계합부(562g)와 접촉하기 전에 반경 방향 내측으로 이동 가능하다. 그 때문에, 제2 출력 부재(562b)의 구동 전달을 받아서 제어환(575d)은 제1 회전 위치에 도달하는 것이 가능하다. 도 45의 (a)에서는, 피계합면(계합부, 구동력 수용부)(577h)은, 제어환(575d)으로부터의 가압력을 받고, 직경 방향 내측의 제1 위치에 위치하고 있다.
제어환(575d)이 제1 회전 위치에 있어서, 제어환(575d)의 커플링 부재(577)에 대한 상대 회전이 정지할 때에는, 3군데의 피계합면(577h)에 대한 내접원 R52가 직경 d52이다. 그것으로부터 본체 구동축(562)이 커플링 부재(577)에 대하여 상대적으로 회전하면, 도 44의 (b)에 나타내는 바와 같은 피계합면(577h)은 구동 전달면(562h)과 접촉하는 구동 전달 상태에 도달한다.
이어서, 도 44의 (a)에 나타내는 바와 같은 2번째의 위상조합인 경우에 대해 설명한다. 피계합면(577h)은 제어부(575d5)에 의해 반경 방향 내측으로 이동시킬 수 있으면, 제어부(575d5)가 피구동 연결면(577j)과 접촉하기 전에, 구동 전달 계합부(562g)의 외주부(562j) 및 구동 전달면(562h)과 접촉해 버린다. 피계합면(577h)이 구동 전달 계합부(562g)와 접촉한 상태에 있어서는, 커플링 부재(577)의 구동 중계부(577d)를 반경 방향 내측으로 이동시킬 때에 큰 저항이 발생한다.
이 때문에, 제2 출력 부재(562b)가 제어환(575d)을 회전시킬 수 없고 정지해 버린다. 한편, 본체 구동축(562)은 계속해서 회전하고 있기 때문에, 본체 구동축(562)의 구동 전달 계합부(562g)에 있어서의 외주부(562j) 및 구동 전달면(562h)이 피계합면(577h)을 통과하여 회전이 진행한다. 결과로서, 2번째의 위상조합으로부터 피계합면(577h)이 퇴피부(562k)에 위치하는 첫 번째의 위상조합으로 전환되고, 상술한 과정에 의해 피계합면(577h)은 구동 전달면(562h)과 접촉하는 구동 전달 상태에 도달한다.
[구동 전달 상태]
도 44의 (b)에 구동 전달 상태를 나타내는 구동 전달 동작에 의해, 제어환(575d)은 제어환(575d)에 마련된 회전 피규제 단면(575d8)과 커플링 부재(577)에 마련된 회전 규제 단면(577m)이 접촉하는 위치에 도달하고 있다. 이 상태에 있어서, 제어환(575d)과 커플링 부재(577) 및 본체 구동축(562)의 구동 전달면(562h)과의 관계에 대해 보다 상세하게 설명해 간다.
제어부(575d5)는 캔틸레버인 구동 중계부(577d)의 자유단 측에 마련된 피계합면(577h)에 대하여, 회전 중심 X로부터 피계합면(577h)을 향하는 반경 방향의 연장선상에 배치되어 있고, 피구동 연결면(577j)과 접촉하고 있다.
또한, 제어부(575d5)가 갖는 두께 t에 의해, 구동 중계부(577d)를 반경 방향 내측으로 탄성 변형시키고 있다. 그 결과, 3군데의 피계합면(577h)에 대한 내접원 R52의 직경 d52는 구동 전달 계합부(562g)의 외주부(562j)에 있어서의 직경 d50보다 작다.
3군데의 피계합면(577h)이 외주부(562j)에 있어서의 직경 d50보다 반경 방향 내측에 위치하고 있기 때문에, 제1 출력 부재(562a)가 회전하면, 피계합면(577h)은 구동 전달면(562h)과 접촉할 수 있다.
이때의 힘의 상태에 대해, 도 44의 (b)를 이용하여 설명한다.
구동 전달면(562h)과 커플링 부재(577)의 피계합면(577h)과의 구동 전달 상태에 있어서의 접촉 위치를 T51로 한다. 피계합면(577h)은 접촉 위치 T51에 있어서 구동 전달면(562h)으로부터 반력 f51을 받고 있다. 구동 전달면(562h)은 각도 α51의 경사면을 가지고 있고, 각도 α51은 회전 중심 X와 접촉 위치 T51을 이은 선을 기준으로 하여, 반경이 커짐에 따라 회전 방향 J의 상류측을 향하는 각도이다. 이에 대하여, 피계합면(577h)은 원호 형상이기 때문에, 구동 전달면(562h)과 피계합면(577h)의 접촉부에 있어서의 반력 f51은 구동 전달면(562h)의 수직항력으로서 발생한다. 반력 f51에 대하여, 반경 방향 성분 f51r과 접선 방향 성분 f51t에 대하여, 각각 각 부의 힘의 상태를 설명한다.
먼저, 반력 f51의 반경 방향 성분 f51r은, 구동 전달면(562h)은 각도 α51의 경사면을 가지고 있기 때문에, 구동 중계부(577d)의 피계합면(577h)을 반경 방향 외측으로 이동시키는 방향의 힘이다. 이에 대하여, 구동 중계부(577d)의 피구동 연결면(577j)은, 회전 중심 X로부터 피계합면(577h)을 향하는 반경 방향의 연장선상에 위치하고 있다. 즉, 제어부(575d5)의 구동 연결면(575d6)과 접촉하여 반경 방향 성분 f51r을 받고 있다. 게다가, 구동 연결면(575d6)과 두께 t를 통하여 대향하여 배치되는 제어부(575d5)의 외경측의 면인 커플링 부재 지지면(575d7)은 커플링 부재(577)의 내경부(577b)와 접촉하고 있다. 또한, 나아가 커플링 부재(577)의 외경부(577a)는 도 33에 나타내는 현상 커버 부재(532)의 내경(532q)에 의해 지지되어 있다.
힘 f51의 반경 방향 성분 f51r은, 구동 중계부(577d)의 피계합면(577h)을 반경 방향 외측으로 이동시키도록 작용한다. 이때에 구동 중계부(577d)는 구동 연결면(575d6)과 커플링 부재(577)와 현상 커버 부재(532)에 의해 반경 방향의 이동이 규제(저지)되어 있는 상태이다. 그 때문에, 반경 방향 성분 f51r에 대하여, 구동 중계부(577d)의 변형을 억제하는 것이 가능하여, 구동 전달면(562h)과 피계합면(577h)의 계합은 안정된다. 즉, 제어환(575d)이 제1 회전 위치에 위치하고 있고, 구동 연결면(575d6)과 피구동 연결면(577j)이 접촉할 때에는 안정되게 구동 전달할 수 있다.
이어서, 접선 방향 성분 f51t에 대하여 설명한다. 반력 f51은 접선 방향 성분인 접선력 f51t를 발생시키고 있고, 접선력 f51t에 의해, 구동 중계부(577d)가 회전 방향 J으로 인장되어 커플링 부재(577)를 회전 방향 J로 회전시킬 수 있다.
구동 중계부(577d)는, 지지부(577f)로부터, 피계합면(577h) 및 피구동 연결면(577j)이 마련된 자유단 측을 향하여, 회전 방향 J 하류측으로 연장된 형상이다. 지지부(577f)로부터 회전 방향 J 하류측으로 연장되는 방향은 피계합면(577h)과 구동 전달면(562h)의 접촉에 있어서의 접선력 f51t와 거의 평행한 것이 바람직하다. 캔틸레버인 구동 중계부(577d)는 연장 방향으로의 인장 강성의 쪽이, 반경 방향인 휨 방향으로의 강성보다 크고, 본체 구동축(562)으로부터의 전달 토크에 대하여 구동 중계부(577d)의 변형을 보다 작게 할 수 있다. 즉, 본체 구동축(562)의 회전을 커플링 부재(577)에 안정적으로 전달하는 것이 가능해진다.
[구동 차단 동작]
다음으로, 구동 전달 상태로부터 구동 차단 상태로 옮겨가기 위한 구동 차단 동작에 대해 설명한다. 구동 차단 동작을 개시할 시에, 도 38의 (b)에 나타내는 바와 같이, 현상 유닛(9)이 회동하여 이격 위치에 도달하면, 제어 부재(576)도 회동하여 제2 위치로 이동한다. 한편, 이때의 제어 부재(576)의 동작에 대해서는, 실시예 1과 마찬가지이기 때문에, 설명을 생략한다.
제어환(575d)은, 구동 전달 상태에 있어서, 제2 출력 부재(562b)로부터의 구동을 받아서 본체 구동축(562) 및 커플링 부재(577)와 일체적으로 회전하고 있다.
이에 대하여, 제어 부재(576)가 제2 위치, 즉, 제어 부재(576)의 접촉면(576b)이 도 38의 (b)에 나타내는 회전 궤적 A의 내측에 위치하는 경우, 제어 부재(576)의 접촉면(576b)은, 제어환(575d)의 피계지부(575d4)를 계지한다. 제어 부재(576)는 제어환(575d)의 회전을 규제하려고 한다. 제어 부재(576)가 제어환(575d)의 회전을 규제하고 있는 상태에서는, 제어환(575d)에 대하여 구동 전달하는 제2 출력 부재(562b)도 마찬가지로 회전이 규제된 상태가 된다.
이 상태에 있어서, 본체 구동축(562)이 회전하면 토크 리미터(562c)에 있어서 공전 토크를 발생시키면서도, 본체 구동축(562)은 제2 출력 부재(562b) 및 제어환(575d)과 상대적으로 계속해서 회전할 수 있다. 이와 같이, 제어 부재(576)가 제2 위치인 경우, 본체 구동축(562)이 회전하고 있는 상태이어도, 제어 부재(576)에 의해 제어환(575d)의 회전을 규제하고, 정지시킬 수 있다.
이하에서는, 구동 차단 동작에 있어서의 본체 구동축(562)과, 커플링 부재(577) 및 제어환(575d)의 관계에 대해 설명해 간다.
구동 차단 동작에 의해, 제어환(575d)의 회전을 정지시킨 상태로, 본체 구동축(562)이 회전하면, 구동 전달 상태에 있어서 본체 구동축(562)과 일체적으로 회전하고 있었던 커플링 부재(577)는 제어환(575d)에 대하여 상대적으로 회전을 진행시킨다.
또한, 커플링 부재(577)의 제어환(575d)에 대한 상대적인 회전은 구동 전달면(562h)과 피계합면(577h)의 계합 상태가 해제될 때까지 진행해 간다. 이에 대해 구체적으로 설명한다.
구동 차단 동작에서는, 제어환(575d)은 회전 피규제 단면(575d8)과 회전 규제 단면(577m)이 접촉하는 도 44의 (b)에 나타내는 제1 회전 위치로부터 회전 피규제 단면(575d8)과 회전 규제 단면(577m)이 멀어져 간다. 이것은 제어환(575d)이 제어 부재(576)에 의해 계지되어, 회전을 정지하고 있는 상태에서, 커플링 부재(577)가 회전하고 있기 때문이다. 이와 같이, 커플링 부재(577)에 의한 제어환(575d)에 대한 상대적인 회전이 진행하고, 제어환(575d)의 제어부(575d5)는 커플링 부재(577) 회전 방향 J 상류측으로 상대적으로 이동해 간다.
제어부(575d5)가 구동 중계부(577d)의 피구동 연결면(577j)에 접촉하는 상태에서는, 커플링 부재(577)의 간극 s1은 유지되어 있다. 그 때문에, 3군데의 피계합면(577h)으로 형성하는 내접원은 구동 전달 상태에서의 직경 R52와 대략 동등하다. 그 결과, 커플링 부재(577)의 피계합면(577h)과 본체 구동축(562)의 구동 전달면(562h)의 계합이 유지되어 있어, 제1 출력 부재(562a)의 회전을 커플링 부재(577)에 대하여 전달할 수 있다.
다음으로, 커플링 부재(577)의 제어환(575d)에 대한 회전이 진행해 가면, 도 44의 (a)에 나타내는 상태와 같이, 제어부(575d5)가 구동 중계부(577d)의 도입면(577k)까지 도달한다. 제어부(575d5)가 구동 중계부(577d)의 도입면(577k)과 접촉하면서 이동할 때에는, 구동 전달 상태에서의 간극 s1로부터 구동 차단 상태에서의 간극 s0에 걸쳐서 단계적으로 변화되어 간다. 즉, 커플링 부재(577)의 구동 중계부(577d)가 반경 방향 내측으로 변형된 상태로부터, 자연 상태로 반경 방향 외측으로 복원한다. 이에 의해, 제어부(575d5)가 도입면(577k)에 접촉하는 경우에 있어서의 3군데의 피계합면(577h)의 내접원의 직경 d53이, 구동 전달 상태에 있어서의 내접원 R52로부터 구동 차단 상태에 있어서의 내접원 R51을 향하여 단계적으로 커진다.
그 때문에, 3군데의 피계합면(577h)의 내접원과, 구동 전달 계합부(562g)의 외주부(562j)에 있어서의 직경 d50과의 차이가 작아진다. 즉, 커플링 부재(577)의 피계합면(577h)과 본체 구동축(562)의 구동 전달면(562h)과의 계합량이 적어져 간다. 그 결과로서, 제1 출력 부재(562a)의 회전을 커플링 부재(577)에 대하여 전달할 수 없고, 커플링 부재(577)의 제어환(575d)에 대한 상대적인 회전이 정지한다. 즉, 제1 출력 부재(562a)는 회전을 커플링 부재(577)에 대하여 전달할 수 없게 된 시점에서 구동 차단 상태로 전환된다.
그런데, 본 실시예에 있어서, 도 38의 (a)와 도 38의 (b)에서 설명한 바와 같이, 제어환(575d)에는 가이드부(575d11)가 마련되어 있다. 제어환(575d)이 제1 회전 위치와 제2 회전 위치의 어느 위치에 있어서도, 커플링 부재(577)의 출력 부재 계합부(577p)와, 출력 부재(575b)의 커플링 계합부(575b6)가 가이드부(575d11)의 반경 방향 내측에 배치되어 있다.
제어환(575d)은 제어 부재(576)에 의해 계지된 상태에 있어서, 회전을 정지할 수 있다. 이에 대하여, 커플링 부재(577) 및 출력 부재(575b)는 본체 구동축(562)으로부터의 구동을 받아서 회전하고 있는 상태에서는, 제어 부재(576)에 의해 계지할 수 없다.
만일, 커플링 부재(577)나 출력 부재(575b)에 대하여, 제어 부재(576)가 계지한 경우에는, 제어 부재(576)는 큰 힘을 받아 버린다. 이 때문에, 본 실시예에서는, 제어환(575d)에는 가이드부(575d11)를 마련하고, 커플링 부재(577) 및 출력 부재(575b)에 대하여 제어 부재(576)가 계지될 수 없도록 하고 있다. 구체적으로는, 제어 부재(576)의 접촉면(576b)이 도 38의 (b)에 나타내는 회전 궤적 A의 내측에 위치하는 경우, 커플링 부재(577) 및 출력 부재(575b)의 회전 방향 J와 직교하는 면이 접촉면(576b)과 접촉하지 않도록 가이드부(575d11)를 설치하고 있다. 이에 의해, 제어 부재(576)가 커플링 부재(577)나 출력 부재(575b)에 대하여 계지하는 것을 억제하고 있다. 즉, 가이드부(575d11)는, 제어 부재(576)가 커플링 부재(577)나 출력 부재(575b) 등의 회전을 중지하지 않도록, 이들의 일부를 덮는 커버부(덮개부)이다. 다른 표현을 하면 가이드부(575d11)는, 제어 부재(576)로부터 커플링 부재(577) 등을 보호하는 보호부이다.
[구동 차단 상태 2]
앞서 설명한 도 40의 (a)에 나타내는 구동 차단 상태 1에서는, 구동 차단 상태에 있어서의 하나의 상태로서, 제어환(575d)의 구동 연결면(575d6)이 구동 중계부(577d)와 비접촉인 상태였다. 여기서는, 구동 차단 상태에 있어서의 다른 하나의 상태로서, 도 45의 (b)에 나타내는 바와 같은 제어부(575d5)가 도입면(577k)에 접촉하는 상태인 구동 차단 상태에 대해 보충적으로 설명한다.
제어부(575d5)가 도입면(577k)에 접촉하는 경우, 제어부(575d5)와 도입면(577k)의 접촉에 의해, 구동 중계부(577d)가 자연 상태까지 복원할 수 없는 상태이다. 여기서, 제어부(575d5)가 도입면(577k)에 접촉하는 경우에 있어서의, 3군데의 피계합면(577h)의 내접원의 직경 d53은 구동 중계부(577d)가 자연 상태인 직경 d51보다 작다. 또한, 구동 전달 계합부(562g)의 외주부(562j)에 있어서의 직경 d50과의 관계는 d50≤d51이기 때문에, 구동 전달 계합부(562g)의 구동 전달면(562h)과 커플링 부재(577)의 피계합면(577h)이 계합할 수 있는 관계이다. 도 45의 (b)에 나타내는 바와 같이, 반력 f51의 반경 방향 성분 f51r은, 구동 중계부(577d)의 피계합면(577h)을 반경 방향 외측으로 이동시키는 방향의 힘이다. 피계합면(577h)에서 받는 반경 방향 성분 f51r에 대하여, 제어부(575d5)는 도입면(577k)과의 접촉 위치 T52에 있어서 구동 중계부(577d)의 변형을 규제하려고 한다.
이에 대하여, 구동 중계부(577d)의 도입면(577k)은, 회전 중심 X로부터 피계합면(577h)을 향하는 반경 방향의 연장선상보다 회전 방향 J의 상류측에 위치하고 있다. 그 때문에, 반경 방향 성분 f51r에 대하여, 접촉 위치 T52를 지점으로 하여 구동 중계부(577d)를 반경 방향 외측으로 변형시키는 굽힘 모멘트 Mk가 발생하고, 피계합면(577h)이 반경 방향 외측으로 이동하는 것을 허용할 수 있다. 즉, 3군데의 피계합면(577h)의 내접원이 커지도록 구동 중계부(577d)는 반경 방향 외측으로 변형할 수 있다. 그 결과, 내접원이 구동 전달 계합부(562g)의 외주부(562j)에 있어서의 직경 d50과 동등할 때까지 확장되었을 때, 제1 출력 부재(562a)의 회전을 커플링 부재(577) 및 하류측 전달 부재(571)에 대하여 차단할 수 있다.
이와 같이, 도 40의 (a)에 나타내는 구동 차단 상태 1에 더하여, 도 45의 (b)에 나타내는 바와 같은 제어부(575d5)가 도입면(577k)에 접촉하는 상태에 있어서도, 구동 차단 상태가 될 수 있다. 이 도 45의 (b)에 나타내는 구동 차단 상태를 구동 차단 상태 2로 한다. 구동 차단 상태 1과 구동 차단 상태 2로 될 수 있는 이유의 설명은 실시예 4와 마찬가지이다.
제어 부재(576)가 제어환(575d)을 계지하는 타이밍에 의해, 구동 차단 상태 1과 구동 차단 상태 2로 될 수 있다. 이에 대해서 도 38의 (b)를 이용하여 설명한다. 구동 차단 동작에 의해, 제어 부재(576)가 회전하여, 제어환(575d)의 회전 궤적 A의 내측에 침입하면, 제어 부재(576)는 제어환(575d)과 접촉하여 계지하는 것이 가능하다. 즉, 제어 부재(576)가 제어환(575d)의 회전 궤적 A의 내측에 침입하는 타이밍에 대하여, 제어환(575d)의 피계지부(575d4)의 회전 위상이 일정하지 않기 때문에, 제어 부재(576)가 제어환(575d)을 계지하는 타이밍에 편차가 발생한다.
제어 부재(576)와 제어환(575d)이 접촉한 타이밍에서 제어환(575d)은 회전을 정지한다. 그리고, 제어환(575d)이 회전을 정지하면, 커플링 부재(577)와 제어환(575d)이 상대적인 회전이 개시된다. 그 결과, 제어환(575d)의 제어부(575d5)가 구동 중계부(577d)의 피구동 연결면(577j)으로부터 퇴피해 간다. 한편, 구동 차단 동작에 있어서, 제어 부재(576)는 회전 방향 L1로의 회전을 일정 시간 계속하고 있다. 그 때문에, 제어 부재(576)가 회전 궤적 A의 내측으로서, 회전 방향 L1의 상류측에서, 제어환(575d)과 접촉한 경우에는, 제어 부재(576)가 제어환(575d)과의 접촉 후에도 회전 방향 L1로 회전하고, 제어환(575d)이 회전 방향 L1로 돌아 들어간다. 즉, 제어 부재(576)의 회전에 의해 제어환(575d)은 회전 방향 J의 회전 방향 상류측으로 이동시킬 수 있기 때문에, 커플링 부재(577)와의 상대적인 회전이 보다 커진다. 이에 의해, 도 40의 (a)에 나타내는 바와 같은 구동 차단 상태 1이 된다.
다음으로, 제어 부재(576)가 회전 궤적 A의 내측으로서, 회전 방향 L1로의 회전이 진행한 타이밍에서 제어환(575d)과 접촉한 경우에는, 제어 부재(576)가 제어환(575d)과의 접촉 후에 제어환(575d)이 회전 방향 L1으로 돌아 들어가는 정도가 작아진다. 그 때문에, 제어 부재(576)의 회전에 의해 제어환(575d)을 회전 방향 J의 회전 방향 상류측으로 이동시키는 정도도 작고, 결과로서, 제어환(575d)과 커플링 부재(577)의 상대적인 회전은 작아진다. 이에 의해, 도 45의 (b)에 나타내는 바와 같은 구동 차단 상태 2가 된다.
이와 같이, 구동 차단 상태는 구동 차단 상태 1과 구동 차단 상태 2와 같은 상태로 될 수 있다. 구동 차단 상태에 있어서의 제어환(575d)의 위치를 제2 회전 위치로 하고 있고, 제2 회전 위치는 제어부(575d5)가 구동 중계부(577d)의 피구동 연결면(577j)으로부터 퇴피한 위치이다. 즉, 제어부(575d5)가 도입면(577k)에 접촉하는 상태로부터, 구동 중계부(577d)와 비접촉인 상태까지를 포함한다.
[본체로부터의 카트리지(P)의 탈착]
이어서, 카트리지(P)(PY·PM·PC·PK)를 장치 본체(2)로부터 탈착할 때의 본체 구동축(562)과 전달 해제 기구(575)의 관계에 대해 설명한다.
장치 본체(2)의 전면 도어(3)(도 2)를 열면, 전면 도어(3)를 여는 동작에 연동하여, 본체 구동축(562)은 회전 축선 X의 방향으로 이동하고, 카트리지(P)로부터 퇴피한다. 제2 출력 부재(562b)는 제1 출력 부재(562a)에 대하여, 축선 방향에 대하여 일정량 상대적으로 이동 가능하다. 본체 구동축(562)이 회전 축선 X의 카트리지(P)로부터 퇴피하는 방향으로 이동할 때에는, 제2 출력 부재(562b)가 제1 출력 부재(562a)에 대해 선행하여 이동한다.
그 때문에, 도 37에 나타내는 바와 같이, 제2 출력 부재(562b)의 제2 구동 전달면(562p)이 제어환(575d)의 제어부(575d5)로부터 축선 방향으로 퇴피한 상태가 된다. 한편, 제1 출력 부재(562a)는 축선 방향에 있어서, 본체 구동축(562)의 구동 전달 계합부(562g)가 커플링 부재(577)의 제1 피계합면(577h)에 위치하는 상태에 머무르고 있다.
만일, 도 44의 (b)에 나타내는 구동 전달 상태인 경우, 커플링 부재(577)의 구동 중계부(577d)는 반경 방향 내측으로 이동하고 있어, 3군데의 피계합면(577h)은, 제1 출력 부재(562a)의 빠짐방지 플랜지(562q)보다 반경 방향 내측으로 위치하는 상태이다. 이에 대하여, 도 37에 나타내는 제2 구동 전달면(562p)이 제어부(575d5)로부터 축선 방향으로 퇴피한 상태에서는, 전달 해제 기구(575)의 복귀 스프링(575c)의 작용에 의해, 제어환(575d)은 제2 회전 위치로 전환된다. 그 결과, 제어부(575d5)가 피구동 연결면(577j)으로부터 퇴피하고 있는 상태가 되고, 커플링 부재(577)의 구동 중계부(577d)가 반경 방향 내측으로 변형된 상태로부터, 자연 상태로 반경 방향 외측으로 복원한다. 이에 의해, 3군데의 피계합면(577h)의 내접원 R51은, 구동 전달부 계합부(562g)의 외주부(562j) 및 빠짐방지 플랜지(562q)의 직경 d50보다 커지고, 제1 출력 부재(562a)가 축선 방향으로 이동하는 것이 가능한 상태가 된다.
[본 실시예의 구성과 작용의 정리]
본 실시예에 있어서, 전달 해제 기구의 다른 형태에 대해 설명하였다. 상기한 본 실시예의 구성을 정리하면 이하와 같다.
본 실시예에 있어서의 전달 해제 기구(클러치)(575)는, 카트리지와 화상 형성 장치 본체와의 경계부에 있어서 구동의 전달과 그 차단을 전환하는 구성이다. 즉, 전달 해제 기구(575)는 화상 형성 장치 본체에 연결하기 위한 카트리지 연결 기구이다.
전달 해제 기구(575)는, 화상 형성 장치 본체에 마련된 구동축(562)과 커플링(연결)함으로써 화상 형성 장치 본체로부터 직접 구동력을 받는 커플링 부재(577)를 가지고 있다(도 32 참조). 바꿔 말하면, 커플링 부재는 카트리지의 외부로부터 구동력(회전력)이 입력되는 부재이다.
커플링 부재(577)는, 제1 출력 부재(제1 본체 커플링)(562a)가 구비하는 구동 전달 계합부(제1 본체측 계합부)(562g)의 구동 전달면(562h)으로부터 구동력(제1 구동력, 제1 회전력)을 받는다(도 34의 (c), 도 43, 도 44의 (b) 등 참조).
커플링 부재(577)는, 실시예 4에 있어서의 제2 전달 부재(477)(도 26, 도 27, 도 29 참조)에 상당하는 구성이다. 한편, 제1 출력 부재(562a)는 실시예 4에 있어서의 제1 전달 부재(474)(도 26, 도 27, 도 29 참조)에 상당하는 구성이다. 즉, 본 실시예의 전달 해제 기구(575)는, 실시예 4에 있어서의 전달 해제 기구(475)의 일부를, 카트리지로부터 화상 형성 장치 본체로 옮긴 구성이라고 생각할 수도 있다.
커플링 부재(577)는, 구동 전달 계합부(562g)와 계합하여 구동력을 받기 위한 제1 피계합면(제1 구동력 수용부, 제1 카트리지측 계합부)(577h)을 갖는다(도 34의 (b)).
제1 피계합면은 커플링 부재(577)의 축선에 가까워지도록 돌출되어 있는 부분이다. 즉, 제1 피계합면은, 축선에 가까워지도록 돌출된 돌기(볼록부)에 마련되어 있다.
제1 피계합면(577h)은, 구동 중계부(지지부)(577d)에 의해 지지되어 있다(도 45. 구동 중계부(577d)는 캔틸레버로서, 탄성 변형이 가능한 암부(탄성부)를 갖는다. 구동 중계부(577d)의 암부의 탄성 변형에 의해 제1 피계합부(577h)는 실시예 2 내지 4와 같이 직경 방향의 진퇴 이동이 가능하다.
이 제1 피계합면(577h)의 직경 방향의 진퇴에 의해, 전달 해제 기구(575)는 구동력의 입력을 받는 상태와, 구동력의 입력을 받지 않는 상태간을 전환한다.
도 43의 (a)에 나타내는 제1 피계합면(577h)은, 커플링 부재(577)의 축선에 가까워진 제1 위치(제1 수용부 위치, 내측 위치, 계합 위치)에 있다. 이 위치에 있을 때, 제1 피계합면(577h)은, 제1 출력 부재의 구동 전달 계합부(562g)와 계합하여, 구동력을 받을 수 있다. 이것은 클러치가 연결된 상태이다.
한편, 도 43의 (b)에 나타내는 제1 피계합면(577h)은, 축선으로부터 멀어지는 제2 위치(제2 수용부 위치, 외측 위치, 비계합 위치)에 있다. 이 위치에 있을 때, 제1 피계합면(577h)은, 제1 출력 부재의 구동 전달 계합부(562g)로부터 멀어지도록 퇴피(즉, 이탈)함으로써, 계합을 해소한다. 즉, 이때, 제1 피계합면(577h)은 구동력을 받지 않는 상태가 된다. 이것은 클러치가 끊어진 상태이다.
또한, 본 실시예도 실시예 2 내지 4와 마찬가지로, 제1 피계합면(577h)의 위치를 제어하기 위한 제어 기구(제어환(575d)과 제어 부재(576))를 갖는다.
제어환(575d)은, 커플링 부재(577)와 동일한 축선을 중심으로 회전하는 회전 부재이며, 커플링 부재(577)에 대하여 상대적으로 회전이 가능하다. 제어환(575d)은, 구동축(562)의 제2 출력 부재(제2 본체 커플링(562b))로부터 구동력을 받기 위한 제2 피계합면(제2 구동력 수용부, 제2 카트리지측 계합부)(575d9)을 가지고 있다(도 34의 (b) 참조). 제2 피계합면(575d9)은, 제2 출력 부재(562b)가 갖는 제2 구동 전달부(제2 본체계합부)(562n)의 제2 구동 전달면(562p)으로부터 구동력(제2 구동력, 가압력)을 받도록 구성되어 있다(도 34의 (c), 도 45 등 참조).
커플링 부재(577)가 정지하고 있는 상태(현상 롤러(6)가 구동되고 있지 않는 상태)에서, 먼저 제어환(575d)이 회전을 시작함으로써, 이하에 설명하는 동작에 의해 커플링 부재(577)가 제1 출력 부재(562a)에 연결 가능한 상태가 된다.
[0612]
카트리지(P)를 장치 본체(2)에 대하여 장착한 직후에는, 도 40의 (a), (b)에 나타내는 바와 같이, 제1 피계합면(577h)은, 제1 출력 부재(562a)로부터 퇴피하고 있어, 힘을 받을 수 없는 제2 위치(제2 수용부 위치)에 있다. 또한, 이때, 제어환(575d)도 커플링 부재(577)에 대하여 제2 위치(제2 회전 위치, 제2 회전 부재 위치)에 있다. 이 상태에서, 제1 출력 부재(562a)와 제2 출력 부재(562b)가 회전을 시작한다. 그러자, 제2 출력 부재(562b)의 제2 구동 전달면(제2 본체측 계합부)(562p)이, 제어환(575d)의 제2 피계합면(575d9)에 접촉하고, 구동력(제2 구동력, 가압력)을 전달한다. 이 결과, 제어환(575d)은 커플링 부재(577)에 대하여 회전 방향 J를 향하여 회전하고, 도 44의 (b)나 도 45의 (a)에 나타내는 상태가 된다. 이것은 제어환(575d)이 제1 위치(제1 회전 위치, 제1 회전 부재 위치)에 있는 상태이다. 이 상태에서는, 제어환(575d)에 마련된 제어부(575d5)(구동 연결면575d6)가, 피구동 연결면(577j)에 직경 방향 내향의 가압력을 가하고 있다. 이 가압력에 의해, 제1 피계합면(577h)은, 축선에 가까워져서 제1 위치(제1 수용부 위치)에 보유지지되어 있어, 제1 출력 부재의 구동 전달 계합부(562g)와 계합이 가능해진다. 이 결과, 제1 피계합면(577h)이, 구동 전달 계합부(562g)로부터 구동력을 받아서 커플링 부재(577)도 회전을 시작하고, 현상 롤러(6)를 향하여 구동력이 전달된다. 이 상태가 되면, 커플링 부재(577), 제어환(575d), 제1 출력 부재(562a), 제2 출력 부재(562b)의 모두가 회전하고 있다.
제어부(575d5)의 구동 연결면(575d6)은, 제1 피계합면(577h)을 제1 위치를 향하여 가압하고, 또한 제1 위치에 보유지지하기 위한 가압부(보유지지부)이다. 제어부(575d5)는, 제2 구동 전달면(562p)으로부터 받은 구동력(제2 구동력, 가압력)을 이용하여 제1 피계합면(577h)을 제1 위치에 가압한다. 제어부(575d5)의 제2 피계합면(575d9)은, 제1 피계합면(577h)을 제1 위치를 향하여 가압하기 위한 가압력을 제2 구동 전달면(562p)으로부터 받기 위한 가압력 수용부이다.
도 45의 (a) 등에 나타내는 바와 같이, 제어부(575d5)는, 제1 피계합면(577h)보다 축선으로부터 멀리 위치한다. 다른 표현을 하면 제어부(575d5)의 회전 반경은, 제1 피계합면(577h)의 회전 반경보다 크다.
또한, 제2 피계합면(575d9)이나 구동 연결면(575d6)이 마련된 제어부(575d5)는, 카트리지의 외측을 향하여 돌출되어 있다. 다른 표현을 하면, 제어부(575d5)는, 축선 방향에 있어서 카트리지의 비구동측으로부터 멀어지도록 돌출되어 있는 볼록부(돌기부)이다.
제어부(575d5)의 선단은, 축선 방향에 있어서 구동 중계부(577h)나 제1 피계합면(577h)보다, 더욱 카트리지의 외측에 가까워지도록 배치되어 있다(도 34의 (b) 참조). 즉, 제어부(575d5)(제2 피계합면(575d9)이나 구동 연결면(575d6))의 적어도 일부는, 축선 방향에 있어서 구동 중계부(577h)나 제1 피계합면(577h)보다, 카트리지의 구동측에 배치되어 있다.
다른 표현을 하면, 제어부(575d5)(제2 피계합면(575d9)이나 구동 연결면(575d6))의 적어도 일부는, 축선 방향에 있어서 구동 중계부(577h)나 제1 피계합면(577h)보다, 카트리지의 비구동측으로부터 멀어져 있다.
카트리지(B)에 제1 출력 부재(562a), 제2 출력 부재(562b)로부터의 구동력이 입력되고 있지 않는 상태에서는, 통상, 제어환(575d)은 커플링 부재(577)에 대하여 제2 회전 위치에 있다(도 40의 (a), (b) 참조). 이것은, 제어환(575d)을 제2 회전 위치로 가압하기 위한 가압 부재(탄성 부재, 가압부, 탄성부)로서, 복귀 스프링(575c)(도 35 참조)이 있기 때문이다. 복귀 스프링(575c)은 출력 부재(575b)와 제어환(575d)에 각각 연결되어 있다. 이 복귀 스프링(575c)가 있기 때문에, 카트리지(B)에 구동력이 전달되지 않을 때에는, 제어환(575d)이 제2 위치에 있으며, 피계합면(577h)도 제2 위치에 있다. 그 때문에, 카트리지의 장착 시에, 피계합면(577h)이 제1 출력 부재(562a)와 간섭하는 것을 억제할 수 있다. 즉, 제1 출력 부재(562a)가 원활하게 커플링 부재(577)의 내부에 진입할 수 있다.
구동축(562)이 회전했을 때에는, 제어환(575d)은, 복귀 스프링(575c)에 의한 탄성력(가압력)보다 큰 구동력을 제2 출력 부재(562b)로부터 받고, 제2 회전 위치(도 40참조)로부터 제1 회전 위치(도 44의 (b), 도 45 참조)로 이동한다. 이 결과, 커플링 부재(577)도 제1 출력 부재(562a)와 연결할 수 있다.
본 실시예에 있어서도 전달 해제 기구(575)에 의한 회전 전달·차단을 제어하기 위한 제어 부재(576)의 구성(도 42 등 참조)은 실시예 1의 제어 부재(76)(도 7이나 도 10 참조)와 동일하다. 본 실시예의 제어 부재(576)도 종래 기술에 대하여, 실시예 1과 동일한 효과를 얻을 수 있다. 즉, 현상 유닛(9)의 회동 각도에 대하여, 제어 부재(576)와 전달 해제 기구(575)의 위치 관계를 안정되게 유지할 수 있음으로써, 확실하게 구동의 전달 및 차단을 전환할 수 있다. 이에 의해, 현상 롤러(6)의 회전 시간의 제어 편차를 적게 할 수 있다.
현상 프레임이 현상 위치(도 38의 (a) 참조)로부터 비현상 위치(도 38의 (b) 참조)로 이동함에 따라 제어 부재(576)는 제어환(575d)의 회전을 중지한다. 이때, 제어 부재(576)는, 제어환(575d)에 계합하고 있는 제2 출력 부재(562b)의 회전도 중지한다. 제2 출력 부재(562b)는 토크 리미터(562c)(도 39의 (c))를 통하여 제1 출력 부재(562a)와 연결되어 있지만, 이때에는 토크 리미터(562c)는 상기 연결을 해제한다. 그 때문에, 제2 출력 부재(562b)의 회전이 정지하더라도 제1 출력 부재(562a)는 회전을 계속할 수 있다.
제어환(575d)의 회전이 정지한 후에도, 커플링 부재(577)는 제1 출력 부재(562a)에 의해 회전된다. 커플링 부재(577)의 회전에 의해, 제어환(575d)은, 제1 회전 위치(도 44의 (b), 도 45 참조)로부터 제2 회전 위치(도 40, 도 41 참조)로 상대 회전하게 된다.
이 결과, 제어환(575d)의 제어부(575d5)가 커플링 부재(577)로부터 떨어지므로(퇴피하므로), 제1 피계합면(577h)은 축선으로부터 멀어지는 방향으로의 이동이 허용된다(도 40 참조). 통상, 제어환(575d)이 제2 위치로 이동하면, 구동 중계부(577d)의 탄성 변형이 해소됨으로써, 제1 피계합부(577h)도 제2 위치(제2 수용부 위치: 도 40 참조)까지 퇴피 이동할 수 있다. 이 결과, 제1 피계합부(577h)는 제1 출력 부재(562a)로부터의 구동력을 받지 않는 상태가 된다. 제어환(575d)뿐만 아니라 커플링 부재(577)도 정지하고, 현상 롤러(6)(도 26 참조)의 회전 구동도 정지된 상태가 된다. 이것을 구동 차단 상태 1이라고 부른다.
또한, 구동 중계부(577d)의 탄성 복원력이 약한(또는 탄성 복원력이 없는) 경우나, 제어환(575d)과 커플링 부재(577)의 상대 회전이 작은 경우에는, 제1 피계합부(577h)가 제2 위치까지 퇴피할 수 없는 경우도 있다.
그러나, 이 경우이어도, 제1 피계합부(577h)가, 회전하고 있는 제1 출력 부재(562a)의 구동 전달면(562h)에 접촉하면, 제1 피계합부(577h)에는 직경 방향 외향으로 작용하는 힘 f51이 가해진다(도 45의 (a)). 그 결과, 제1 피계합부(577h)는, 구동 전달면(562h)에 접촉할 때마다 제2 위치로 퇴피 이동한다. 제1 피계합부(577h)는 구동력을 받을 수 없거나, 구동력의 수용이 극단적으로 제한된다. 이 때문에, 커플링 부재(577)의 회전이 정지된다(또는 실질적으로 커플링 부재(577)의 회전이 극히 제한되어 정지하고 있는 것으로 간주할 수 있다). 이것을 구동 차단 상태 2라고 부른다. 이와 같이 본 실시예는 구동 차단 상태 2를 취할 수 있기 때문에, 구동 중계부(577d)에 외력이 가해지지 않는 상태로 반드시 제1 피계합부(577h)가 제2 위치(비계합 위치)로 퇴피하고 있을 필요는 없다.
정리하면, 제어환(575d)은, 제2 회전 위치로 이동함으로써, 제1 피계합부(577h)를 제2 위치로 이동시키거나, 또는 제1 피계합부(577h)가 제2 위치로 이동하는 것을 허용하면 된다(도 40, 도 45의 (b)).
이와 같이 하여, 제어 부재(576)는, 전달 해제 기구(575)에 대한 구동력의 입력 상태와, 입력의 정지 상태의 전환을 제어하고 있다. 현상 프레임이 비현상 위치로 이동하면, 제어 부재(576)는, 구동력의 입력이 정지되도록 전달 해제 기구(575)(제어환575d)에 작용한다.
즉, 제어 부재(576)의 선단의 계지부가 제어환(575d)과 접촉할 수 있는 제2 위치(계지 위치)인 경우, 제어환(575d)이 제어 부재(576)에 의해 계지되어, 회전이 정지된다. 이에 의해 전달 해제 기구(575)는 본체 구동축(562)의 회전이 카트리지에 입력되는 것을 중지하고, 하류측 전달 부재(571)의 회전을 중지한다.
본 실시예에 있어서는, 실시예 4와 마찬가지로, 구동 전달면(562h)과 구동 중계부(577d)의 피계합면(577h)과의 계합 영역에 있어서, 반경 방향 외측으로 이동시키는 방향의 힘 f51r이 발생하도록 구동 전달면(562h)의 형상을 설정하고 있다. 이에 대하여, 구동 중계부(577d)의 피구동 연결면(577j)은, 회전 중심 X로부터 피계합면(577h)을 향하는 반경 방향의 연장선상에서, 제어부(575d5)의 구동 연결면(575d6)과 접촉하여 반경 방향 성분 f51r을 받고 있다. 이와 같이, 반경 방향 성분 f51r에 대하여, 구동 중계부(577d)의 변형을 억제하도록 구성함으로써, 구동 전달면(562h)과 피계합면(577h)의 계합은 안정되어 있다. 이에 의해, 실시예 1 내지 3과 마찬가지로 안정되게, 본체 구동축(562)의 회전을 하류측 전달 부재(571)에 전달하는 것이 가능해진다.
또한, 구동 전달 상태에 있어서의 구동 중계부(577d)의 피계합면(577h)의 위치는, 제어부(575d5)의 두께 t가 커플링 부재(577)에 있어서의 내경부(577b)와 피구동 연결면(577j)과의 간극에 삽입됨으로써 정해진다. 이 때문에, 예를 들면, 구동 중계부(577d)가 크리프 변형 등에 의해 자연 상태에 있어서의 형상이 변화되어 있는 경우에 있어서도, 구동 전달 상태에 있어서의 구동 중계부(577d)의 피계합면(577h)의 위치는 안정된다. 반복 전달/차단한 경우에 있어서도 마찬가지로 구동 전달 상태에 있어서의 구동 중계부(577d)의 피계합면(577h)의 위치는 안정된다.
구동 중계부(577d)가 다른 부품으로부터 힘을 받고 있지 않는 자연 상태에 있어서의 3군데의 피계합면(577h)에 대한 내접원 R51의 직경 d51을 구동 전달부 계합부(562g)의 외주부(562j)에 있어서의 직경 d50에 대하여, d50≤d51로 했다. 이상적으로는 d50 < d51인 것이 바람직하고, 자연 상태에 있어서의 3군데의 피계합면(577h)이 구동 전달부 계합부(562g)의 외주부(562j)와 떨어져 있는 편이 구동 차단 상태에 있어서의 피계합면(577h)과 외주부(562j)에 의한 접촉을 억제할 수 있다. 그 결과로서, 피계합면(577h)과 외주부(562j)가 접촉할 때에 있어서, 본체 구동축(562)에 발생하는 미소한 부하 변동을 억제할 수 있다. 그러나, 본 실시예에 있어서는, d50 ≤ d51이어도 안정되게 구동 차단 상태로 가능한 것을 설명해 왔다. 즉, 본 실시예에 있어서는, 구동 차단 상태에서는, 제어환(575d)은 회전이 규제되어서 정지하고, 제어환(575d)의 구동 연결면(575d6)이 피구동 연결면(577j)으로부터 퇴피한 상태이다. 또한, 구동 전달면(562h)과 구동 중계부(577d)의 피계합면(577h)과의 계합부에 있어서, 반경 방향 외측으로 이동시키는 방향의 힘 f51r이 발생하도록 구동 전달면(562h)의 형상을 설정하고 있다. 구동 차단 상태에서는, 반경 방향 성분 f51r에 대하여, 구동 중계부(577d)의 반경 방향 외측으로의 변형을 허용하고 있어, 3군데의 피계합면(577h)의 내접원이 커지도록 구동 중계부(577d)는 반경 방향 외측으로 변형할 수 있다.
본체 구동축(562)의 구동 전달면(562h)과 구동 중계부(577d)의 피계합면(577h)이 접촉 가능한 상태인 경우에 있어서도, 본체 구동축(562)의 회전이 커플링 부재(577) 및 하류측 전달 부재(571)에 대하여 전달되는 것을 차단할 수 있다. 즉, 구동 중계부(577d)의 피계합면(577h)을 구동 전달면(562h)으로부터 비접촉으로 할 필요가 없고, 피계합면(577h)을 퇴피하는 양을 작게 할 수 있다. 결과로서, 실시예 2 및 실시예 3과 비교하면 회전축에 대하여 직교하는 반경 방향에 대하여 소형화가 가능해진다.
또한, 본 실시예에 있어서는 실시예 4에 대하여, 토크 리미터(562c)를 본체 구동축(562)에 대하여 설치하고 있다. 이 구성에 있어서도 실시예 4와 마찬가지로, 전달 해제 기구(575)에 의해, 본체 구동축(562)으로부터의 회전을 하류측 전달 부재(571)에 대하여, 구동 전달 상태와 구동 차단 상태로 전환되는 것을 설명하였다. 토크 리미터(562c)와 같은 기능적인 부품을 본체측에 설치함으로써, 카트리지(P)의 비용을 저감하는 것이 가능해진다.
또한, 본 실시예에서는, 카트리지의 장착시에는, 커플링 부재(577)는 제1 출력 부재(562a)가 연결되지 않는 상태이다. 또한, 카트리지의 탈착 시에는, 커플링 부재(577)가 제1 출력 부재(562a)와의 연결이 해제되어 있는 상태이다. 그 때문에 사용자는 카트리지의 장착과 탈착을 용이하게 할 수 있다. 한편, 구동축(562)이 회전했을 때에는, 커플링 부재(577)와 제1 출력 부재(562a)를 확실하게 연결할 수 있다.
<각 실시예의 정리>
이상, 실시예 1 내지 5나 그 변형예, 참고예에서 설명한 바와 같이, 현상 롤러(현상제를 그 표면에 담지하여 회전하기 위한 회전체)의 회전을 제어하는 기구로서, 여러 가지의 구성을 취할 수 있다.
예를 들면, 도 9 등에 나타내는 바와 같이 전달 차단 기구(클러치)의 일례로서, 스프링(탄성 부재)(75c)에 의한 느슨함이나 조임에 의해 구동의 전달과 차단을 전환하는 스프링 클러치(75)를 채용할 수 있다. 또한, 전달 차단 기구의 다른 예 로서, 도 16의 (a) 내지 (c), 도 19, 도 23, 도 29 내지 도 31, 도 42, 도 43 등에 나타낸 구성을 취할 수도 있다. 이들은 피계합면(계합부, 구동력 수용부)(171a1) 등을 직경 방향으로 진퇴 이동시킴으로써 구동의 전달과 차단을 전환하는 구성이다.
또한, 전달 차단 기구의 일례로서, 카트리지의 내부에서 구동의 전달과 차단을 전환하는 기구(75, 170, 270, 375, 475)를 채용할 수 있다(도 9, 도 16의 (a) 내지 (c), 도 19, 도 23, 도 29 내지 도 31 등 참조). 즉, 제1 전달 부재와 제2 전달 부재를 가지며, 이들의 사이에서 구동력의 전달과 차단을 행하는 클러치이다.
이에 대하여 전달 차단 기구의 다른 예로서, 카트리지와 화상 형성 장치 본체와의 경계 영역(연결 영역)에 있어서, 구동의 전달과 차단을 전환하는 기구(575)를 채용할 수도 있다(도 32, 도 33, 도 34 등 참조). 이러한 전달 차단 기구(575)는, 카트리지측의 커플링 부재(577)가 화상 형성 장치 본체측의 구동축(562)으로부터 구동력이 입력되는 상태와, 입력되지 않는 상태간을 전환함으로써, 구동력의 전달과 차단을 전환한다. 전달 차단 기구(575)는, 화상 형성 장치 본체의 구동축과 연결하기 위한 커플링 부재(577)를 갖는다.
또한, 전달 차단 기구에 마련되는 제어환에 관해서도 복수의 구성이 있을 수 있다. 도 9에 나타내는 구성에서는, 전달 차단 기구의 입력 부재(입력 내륜, 제1 전달 부재)(75a)와 출력 부재(제2 전달 부재)(75b)를 연결하기 위한 스프링(75c)에 제어환(75b)이 접속되어 있다. 입력 내륜(75a)으로부터 스프링(75c)을 통하여 제어환(75b)이 회전력을 받고, 제어환(75b)이 회전하는 구성이었다.
한편, 도 16에 나타내는 구조에서는, 제어환(175)의 구동 차단면(175c)이 전달 차단 기구의 제2 전달 부재(출력 부재)(171)로부터 구동력을 받고, 제2 전달 부재(171)와 함께 회전하도록 한 구성을 취하고 있었다(도 16의 (a)).
또는, 도 28에 나타내는 바와 같이, 제어환(475d)이 토크 리미터(스프링(475c))를 통하여 제1 전달 부재(474)에 연결되어, 제어환(475d)이 제1 전달 부재(475)의 구동력에 의해 회전하는 구성도 있을 수 있다.
또는, 도 39나 도 43에 나타내는 바와 같이 제어환(575d)을 화상 형성 장치 본체에 마련된 제2 구동 출력 부재(562b)에 의해 회전시킬 수도 있다. 즉, 제어환(575)을 카트리지의 내부로부터 전달되는 구동력이 아니라, 카트리지의 외부로부터 직접 받는 구동력을 이용하여 구동시킨다.
또한, 도 16의 (c) 등에 나타내는 바와 같이, 구동 차단 시에 제어환(175)을 제2 회전 위치로 이동시키고, 피계합면(171a1)을 제어환(175)의 구동 차단면(가압부, 보유지지부)(175c)에 의해 직경 방향의 외측에 있는 제2 위치에 가압하는 상태로 해도 된다.
또한, 도 30의 (a)나 도 45에서 나타내는 바와 같은 제어환(475d, 575d)을 이용할 수도 있다. 이러한 구성에서는, 구동 전달 시에 제어환(475d, 575d)은 제1 위치로 이동하고, 제어환의 가압부(보유지지부(475d5, 575d5))를 이용하여, 피계합면(구동력 수용부)(477h, 577h)을 직경 방향 내측의 제1 위치에 가압, 보유지지한다.
제어환 (475d, 575d)은, 구동 차단 시에는 제2 위치로 이동함으로써, 피계합면(477h, 577h)을 직경 방향 외측의 제2 위치로 이동시킨다. 또는 제어환(475d, 575d)은 피계합면(477h, 577h)이 제2 위치로 이동하는 것을 허용한다.
예를 들면, 도 30의 (a), 도 40의 (a)에 나타내는 바와 같이, 구동 차단 시에는, 피계합면(477h, 577h)을 지지하는 지지부(구동 중계부(477d), 577d)의 탄성력에 의해 직경 방향 외측의 제2 위치로 퇴피시킬 수 있다. 이것은 상기한 구동 차단 상태 1이라고 부르는 거동이다.
또는 도 31의 (b), 도 45의 (b)에 나타내는 바와 같이, 피계합면이 구동 전달부와 접촉했을 때에 받는 힘(f41, f51)을 이용하여, 피계합면(477h, 577h)을 직경 방향의 외측의 제2 위치로 이동시키도록 하고, 구동 전달을 차단할 수도 있다. 이것은 상기한 구동 차단 상태 2라고 부르는 거동이다.
또한, 피계합면(171a1) 등은, 탄성 변형 가능한 구동 중계부(지지부, 탄성부)(171a) 등에 의해 이동 가능하게 지지되어 있다. 또한, 도 16의 (a) 등에서는, 피계합면을 이동 가능하게 지지하기 위한 지지부(구동 중계부)의 형상으로서 캔틸레버를 개시했지만, 도 18, 도 19, 도 20에 나타내는 바와 같이, 그 밖의 구성을 취할 수도 있다.
또한, 피계합면(구동력 수용부)은, 직경 방향 외향으로 이동함으로써 계합을 해제하도록 한 구성에 한정되지 않는다. 도 18에서는, 피계합면이 직경 방향 내향으로 이동함으로써 계합을 해제하는 구성을 나타내고 있다.
이와 같이 실시예 1 내지 5에서는, 현상 롤러(표면에 현상제를 담지하는 회전체)에 향한 구동력의 전달을 제어하기 위해 여러 가지의 구성을 개시하였다. 다른 실시예의 구성의 일부를 서로 조합시켜 실시하는 등 하여도 된다.
[발명의 효과]
본 발명에 의하면, 현상 롤러에의 구동 전환을 안정적으로 행할 수 있는 화상 형성 장치가 제공된다.
1: 화상 형성 장치
2: 장치 본체
4: 전자 사진 감광체 드럼
5: 대전 롤러
7: 클리닝 블레이드
8: 드럼 유닛
9: 현상 유닛
24: 구동측 카트리지 커버
25: 비구동측 카트리지 커버
26: 클리닝 용기
27: 폐현상제 수납부
29: 현상 프레임
31: 현상 블레이드
32: 현상 커버 부재
32c: 작용부
32c1: 제1 작용부
32c2: 제2 작용부
45: 베어링 부재
49: 현상제 수납부
68: 아이들러 기어
69: 현상 롤러 기어
71: 하류측 구동 전달 부재
74: 상류측 구동 전달 부재
75: 전달 해제 기구
75a: 입력 내륜
75b: 출력 부재
75c: 전달 스프링
75d: 제어환
76: 제어 부재
80: 본체 이격 부재
81: 레일
95: 가압 스프링
96: 보조 가압 스프링

Claims (13)

  1. 카트리지로서,
    현상 롤러와,
    상기 카트리지의 외부로부터 상기 현상 롤러를 회전시키기 위한 구동력을 받도록 구성되고 축선을 중심으로 회전 가능한 커플링 부재로서, 상기 커플링 부재에는 제1 암 위치와 제2 암 위치의 사이를 이동 가능한 암부가 설치되어 있고, 상기 암부의 자유단은 상기 암부가 상기 제2 암 위치에 위치될 때보다 상기 제1 암 위치에 위치될 때 상기 축선에 더 가까운, 커플링 부재와,
    상기 커플링 부재의 상기 축선을 중심으로 회전 가능한 회전 부재로서, 제1 회전 부재 위치와 제2 회전 부재 위치의 사이를 상기 커플링 부재에 대하여 상대적으로 회전할 수 있는 회전 부재를 포함하고,
    상기 회전 부재가 상기 제1 회전 부재 위치에 위치될 때, 상기 회전 부재는 상기 암부를 상기 제1 암 위치에 유지하고,
    상기 회전 부재가 상기 제2 회전 부재 위치에 위치될 때, 상기 회전 부재는, 상기 암부를 상기 제2 암 위치에 위치시키거나, 또는 상기 암부가 상기 제1 암 위치로부터 상기 제2 암 위치로 이동하는 것을 허용하는, 카트리지.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 암부는 상기 제2 암 위치를 향하여 가압되는, 카트리지.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 암부는 탄성 변형 가능한, 카트리지.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 회전 부재에는, 상기 카트리지의 외부를 향하여 돌출되는 돌출부가 설치되어 있는, 카트리지.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 돌출부는 상기 암부와 접촉 가능한, 카트리지.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 회전 부재의 회전을 중지하기 위한 계지 위치와, 상기 회전 부재의 회전을 허용하기 위한 비(非)계지 위치의 사이를 이동 가능한 계지부를 더 포함하는, 카트리지.
  7. 제6항에 있어서,
    감광체를 더 포함하고,
    상기 현상 롤러는 상기 감광체에 대하여 근접과 이격이 가능하고,
    상기 계지부는, 상기 현상 롤러가 상기 감광체를 향해 이동함에 따라 상기 비계지 위치로부터 상기 계지 위치로 이동하도록 구성되어 있는, 카트리지.
  8. 제1항에 있어서,
    감광체를 더 포함하는, 카트리지.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 커플링 부재와 상기 현상 롤러를 접속하기 위한 기어 부재를 더 포함하는, 카트리지.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 커플링 부재에서 상기 축선과 상기 암부 사이에 개방 공간이 형성되어 있는, 카트리지.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 암부의 자유단은 상기 카트리지의 외부로 노출되어 있는, 카트리지.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 암부는 상기 카트리지의 내면으로부터 상기 암부의 자유단을 향하여 연장되어 있는, 카트리지.
  13. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 기재된 카트리지와,
    상기 카트리지가 착탈 가능한 본체를 포함하는, 전자 사진 화상 형성 장치.
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